CN1723175A - 清洁系统及系统零件 - Google Patents

Abstract

公开了一种多用途清洁系统，该系统包括一个或者多个容器(2)，该一个或者多个容器与其它系统零件相流体连通。该系统的一些零件包括：涡流文氏管(5)，它把臭氧混合到液体中；臭氧发生器(6)，它把臭氧提供到涡流文氏管(5)中；双单向阀(3)，它允许液体同时流入和流出容器(2)；及泵(4)，它促进流体流过该系统。任选地，气－液分离器(7)，它具有任选的成一体的气体释放阀、臭氧破坏器(8)、氧化还原电位臭氧传感器，或者灌注通过型预过滤器安装到该系统中。

Description

清洁系统及系统零件

本申请要求2003年1月10日提交的美国专利申请60/438986和2003年6月26日提交的美国专利申请60/482519的优先权，这两个申请在这里引入以作参考。

技术领域

本发明总的来讲涉及一种清洁系统及该系统的各个零件。

背景技术

微生物污染是产生疾病的主要原因。在水中、在食物上和在表面上可以发现细菌和病毒。目前有许多不同的技术用来消除和/或减少微生物成长。但是，特殊方法的效果依赖于要处理的物质和微生物的类型。此外，化学试剂本身或者在清洁过程期间所产生的副产品对人的健康具有有害影响。

气味令人生厌的化学物质尽管可以清洁表面，但是它们具有持续的气味或者对使用者的皮肤具有腐蚀作用，当然不能用来清洁食物。

Reid的美国专利No.4173051公开了一种蔬菜清洗机，该清洗机使用搅棒来搅拌和清洗蔬菜，但是没有减少细菌。

Wen的美国专利No.5927304公开了一种食物清洗机，这种清洗机利用振动来除去泥土，并且利用紫外线光来杀死细菌。

需要一种这样的清洁系统，该系统能够对大量设备进行清洁或者消毒。消费者需要一种安全方法来通过一个装置以经济方式清洁水或者给水进行消毒，并且清洁场所或者给该场所进行消毒。此外，食物、蔬菜、植物和许多人经常接触的表面受益于没有采用危险化学试剂的有效清洁系统。

如这里所使用的一样，术语清洁指的是从物质如液体如水或者固体如物体、表面或者食物产品中除去不良成分中的至少一部分。当用来指水或者其它液体时，术语净化在这里与术语清洁是同义使用。如这里所使用的一样，术语消毒指的是高水平清洁液体或者固体。在消毒的水平上，从液体或者固体中除去大量的活细菌、病毒和/或其它传染剂。但是，消毒不能与术语灭菌同义使用，灭菌是清洁的高级形式，暗含着该过程比消毒更加完全。

水的臭氧化

臭氧(O₃)是强大的氧化剂并且广泛地用作食物和水的消毒剂。一些例子包括Denvir等人的美国专利No.6171625、Smith等的美国专利No.6200618、和Audy等的美国专利No.6485769。但是，这些系统是大型工业系统并且不能防止食物在输送到消费者之前受到重新污染。

Conrad的美国专利No.6391191公开了一种家用水处理设备，该设备使用臭氧来给水消毒。

美国专利No.5460705(Murphy等人)、美国专利No.5770033(Murphy等人)、和美国专利No.5989407(Andrews等人)公开了可以放出臭氧的装置。如此产生的臭氧可以用来使水臭氧化。

涡流-文氏管装置

可以限定出涡流文氏管装置的范围的现有技术文献包括Mazzei的美国专利No.4123800、Cheng的美国专利No.4931225、Cheng的美国专利No.5061406、Cheng的美国专利No.5302325、Mazzei的美国专利No.5863128、Behring的美国专利No.5880378、和Garcia的美国专利No.5893641。

把一种流体散布到另一种流体中，是各种各样工作的重要特征。例如，使气体散布到液体中，从而进行许多气体溶解、气-液反应和从溶解气体设备中除去气体。气体也与气体相混合。液体也被散布到其它液体中，从而进行稀释，或者进行液-液反应。一些例子包括使消毒剂或者杀毒剂混合到水中。

已发展许多装置来把一种流体(添加流体)散布到另一种流体(主流体)中。这些装置的作用是，使成比例量的一种流体与另一种流体相接触。除了测量流体之外，理想的是，使添加流体很好地溶解和分配到主流体中。如果添加流体是气体，那么溶解效率依赖于气泡尺寸大小和运动。有力的运动也有助于液体的混合。

例如，Cheng的美国专利No.4931225公开了一种把气体散布到液体中的方法和装置。在文氏管的上游处，气体被喷射到液体中。然后，气-液混合物流过文氏管，加速到超音速，并且然后减小到次音速。所得到的冲击波打碎和散布气泡。

Cheng的美国专利No.5061406公开了一种使用可调整的锥形混合器把气体散布到液体中从而控制气/液混合物流入到文氏管装置中的方法。锥形混合器在文氏管中产生了环形开口，并且控制开口的尺寸大小。在文氏管上游处以超音速喷射气体。使气/液混合物加速到超音速，随后减小到次音速。最后所得到的冲击波把气体散布到液体中。

Cheng的美国专利No.5302325公开了一种使用锥形混合器把气体散布到液体中的方法。混合器设置到圆柱形管中，从而产生环形流动。在混合器的上游处以超音速喷射气体。当液/气混合物通过环形间隙，它被加速到超音速，并且随着所得到的冲击波来散布气体而减速到次音速。环形流动使大部分的流动产生了超音速。

这些装置具有这样的问题：尽管可以散布气体，但是它们也需要辅助能量来喷射气体。

以文氏管为基础的喷射器-混合器也是公知的。Mazzei的美国专利No.4123800公开了一种文氏管装置，该装置包括收缩部分、喉部和膨胀部分。若干开口绕着喉部的内部成角度地布置，并且相互连接到环绕喉部的环形室中。

Mazzei的美国专利No.5863128公开了一种文氏管型的混合器-喷射器，它具有收缩部分、喉部和膨胀部分。喷射口在喉部成形为连续的槽。位于收缩部分中的若干扭转叶片使旋转运动产生到流动的外部中，膨胀部分中的若干直叶片消除了一些旋转运动以改善混合。

Garcia的美国专利No.5893641公开了一种文氏管驱动的喷射器，该喷射器包括会聚部分、喉部和膨胀部分。通过若干开口喷射辅助(添加)流体，该若干开口沿着径向布置在靠近膨胀部分出口的槽中。垂直于主流体的流动方向地喷射辅助流体。

气-液分离器

常常碰到，在液体中具有夹带的气体，并且在许多情况下这是不利的。这些包括锅炉系统和液压系统，在这里，夹带的气体可以产生噪声或者损坏零件。还具有这样的系统：故意夹带气体。这些包括把氮添加到液体中以排出氧。在这些系统中，然后需要除去夹带的气体和排出的气体，因此供给脱气过的液体。

气-液分离器的另一应用是，在这些气体夹带到水中之后，除去未溶解的氧或者臭氧。臭氧用来给水消毒。水可以溶解一定量的臭氧，但是大多数的臭氧过程产生了一定量的未溶解臭氧气体。没有溶解的臭氧直接释放到大气中是危险的。需要一种方法来除去和处理这些过程所形成的、没有溶解的臭氧气体。

氧化还原电位(ORP)传感器

氧化还原电位(ORP)传感器在现有技术中是公知的，例如在Kinlen等的美国专利No.5218304和Mosley等的美国专利申请No.2003/0112012中公开了这样的传感器。

Kinlen等的美国专利No.5218304描述了一种传感器，该传感器可浸入到流体中，以测量流体的PH和ORP。该传感器描述使用由银-氯化银所形成的基准电极和由贵金属如金或者优选为铂所形成的ORP探测电极。使用这种基准电极的缺点包括：费用较高，及消费者设备的制造可用性较小。

Mosley等人的美国专利申请No.2003/0112012描述了一种电探针，该电探针包括传感器电极和基准电极。该探针使用了：基准电极，它由贵金属或者锑或者铋形成，任选地，该基准电极也可以由氧化物或者氢氧化物形成；及氧化还原电位(ORP)探测电极，它由锌或者镁形成，任选地，该电极由氧化物或者氢氧化物形成。使用这种探测电极的缺点是，费用高，及消费者设备的制造可用性较小。

清洁装置和过程

下面美国专利涉及消毒和/清洁过程：Bodger等人的美国专利No.5851375，de Jong等人的美国专利No.6379628，Qin等人的美国专利No.6019031，Bushnell等人的美国专利No.5048404，Yin等人的美国专利No.5690978，Mittal等人的美国专利No.6093432；及Gupta等人的美国专利No.6086932。

流行的家用水过滤装置是通过型水瓶。典型地，把没有过滤过的水加入到位于该装置顶部上的盆中。通过重力的作用，通过过滤介质(常常由粒状活性碳来形成)来过滤水，该过滤介质设置在盆和收集容器之间。然后，从收集容器中分配过滤过的水以进行饮用。对于普通公众而言，重力控制的、水瓶类的水过滤系统是比较经济的。但是，尽管可以净化所产生的水，但是重力过滤不能把清洁气体如臭氧加入到净化水中。此外，如此形成的净化水对与之接触的表面具有很小的清洁作用，而不能冲洗走细菌、病毒或者其它不良的物质。

通过型装置不能过滤出和破坏更小的生物体和微生物。为了有利于水的流动，水通过其中的过滤介质需要具有多孔的特性。由于这种需要，因此这些装置不能与其它水处理装置一样有效地净化或者清洁水。这种无效的部分原因是由于没有辅助净化步骤且只依赖过滤器本身。此外，用在这些水瓶型通过过滤系统中的过滤介质或者芯子常常向下延伸到收集容器中，从而与过滤过的水产生接触。在一些情况下，如果没有采用液体净化或者清洁的其它方法，这是不利的。过滤介质的多孔性甚至促进了生物体的渗入、收集和成长。因此，当过滤介质延伸到收集容器中时，增大了污染过滤水的潜在可能性。

Polasky等人的美国专利No.5222078公开了一种通过型重力流动水瓶过滤器。

Tanner等人的美国专利No.6103114描述了一种这样的装置：借助设计喷口、灌注面积和位于内部容器和过滤水容器之间的密封件，该装置可以避免交叉污染。但是，这种设计中的过滤器仍然延伸到过滤水容器中并且是潜在的污染源。T anner等的美国专利No.6290848公开了一种多孔颗粒过滤器，该过滤器可以除去全部3-4um的cryptosporidium的99.95％和其它原生动物胞。Tanner等的美国专利No.6103114描述了一种玻璃水瓶型过滤装置，该装置在边缘上具有唇部，从而在灌注时防止未处理的水与处理的水进行混合。

Conrad的美国专利No.6391191公开了一种具有泵的家用水处理设备，该设备使用臭氧和碳块过滤器来给水消毒。

Shannon的美国专利No.6238552公开了一种水净化器的普通插入物，该净化器具有：过滤器，它位于顶部和底部中；及导向器，它使插入物滑动到水瓶中。

Hankammer的美国专利No.4969996和4306971公开了一种柱状过滤装置，该装置延伸到收集容器中。这种设计潜在地提供了污染源。

Cutler的美国专利No.6405875公开了一种玻璃水瓶型过滤装置，该装置具有离子交换树脂和碳粒，该装置可以除去全部3-4um颗粒的99.95％。但是，这个装置延伸到过滤水容器中，因此容易污染。

所有这里所提及的文献引入以作参考。

因此需要改善清洁装置，以使它能够方便地进行净化、清洁和消毒水。还需要一种这样的系统：该系统采用了若干技术来实现高水平的清洁。此外，如果物体、食物或者表面通过如此形成的液体来清洁，那么能够与其它类型清洁装置相结合来净化液体的系统是理想的。

此外，还需要一种有效清洁系统来产生可以清洁食物、物体和表面的液体。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术清洁或者消毒系统中的至少一个缺点。有利的是，本发明能够清洁各种各样的水本身，并且能够清洁如此形成的水与之产生接触的各种各样表面。与许多现有技术系统不同的是，本发明可以应用到食物、植物和食物与之产生接触的表面上。根据本发明的实施例，该系统容易适应与不同处理容器一起使用，这些容器适合于各种各样的设备。

根据本发明实施例，提供了一种清洁系统，它可以产生臭氧化液体，该系统包括：泵，它使液体通过该系统进行循环；双单向阀，它与要臭氧化的液体源相连接，从而允许同时流入和流出该系统；臭氧发生器，它形成要混合到液体中的臭氧；及涡流-文氏管，它使臭氧混合到液体中，涡流-文氏管包括内部室，该内部室具有中心纵向轴线，液体沿着与纵向轴线成切向的方向进入到该内部室中，涡流文氏管的内部室具有：扩宽的开始部分；较窄的腰部，它具有形成于其中的臭氧进入口；及扩宽的混合流体出口部分，臭氧化液体从该部分中释放出来；臭氧发生器与涡流文氏管相流体连通，从而把臭氧输送到臭氧进入口中。

此外，根据本发明实施例，提供了一种把气体混合到液体中的涡流文氏管，它包括：圆柱形体，它具有内部室；液体入口；气体入口；及气-液混合物出口，内部室在液体入口和气-液出口之间具有螺旋形通道，内部室包括：扩宽的初始部分，它的直径减小从而形成基本上是圆柱形结构的较窄腰部；及扩宽出口部分，它相对于腰部膨胀成增大的直径，其中液体入口沿着切线方向设置成进入内部室，从而使流过其中的液体产生涡流作用；及气体入口通过形成在腰部中的进入口进入内部室中。

作为本发明的另一个实施例，提供了一种产生臭氧化液体的清洁系统，该系统包括：主泵，它使液体循环通过该系统；液体容器；双单向阀，它位于液体容器内，从而允许液体同时流入和流出该系统；臭氧发生器，它形成要混合到液体中的臭氧；分布器(Sparger)，它设置在容器内并且与双单向阀相流体连通，从而把来自臭氧发生器的臭氧混合到液体中；及臭氧泵，它与臭氧发生器相流体连通，从而使臭氧运动到分布器中。

对于本领域普通技术人员来讲，在阅读结合附图的本发明具体实施例的下面描述时，本发明的其它方面和特征变得很清楚。

附图说明

参照附图，现在只借助示例来描述本发明实施例。

图1是双单向阀组件的实施例的等角图。

图2是图1所示的双单向阀组件的实施例的顶部视图，其中盖被拆下。

图3是图1的双单向阀组件的实施例的剖视图。

图4是本发明实施例的双单向阀组件和配合零件的等角视图。

图5示出了图4的实施例的双单向阀组件的盖和配合零件的顶视图。

图6是沿着图5的线A-A所截取的、图4的双单向阀组件和配合零件的实施例的剖视图。

图7示出了双单向阀组件和配合零件的侧视图。

图8是本发明实施例的涡流-文氏管的等角视图。

图9是图8所示的涡流-文氏管的端视图。

图10是沿着图9的线B-B所截取的、通过图8所示的涡流-文氏管的实施例的中心的剖视图。

图11是本发明实施例的臭氧发生器的等角视图。

图12是图11所示的臭氧发生器的顶视图。

图13是沿着图12的线D-D所截取的、通过图11所示的实施例的中心的剖视图。

图14是沿着图13的详细截面E所截取的、臭氧发生器的电介质、胶粘剂和接地电极结构的详细剖视图。

图15是本发明实施例的离心式气-液分离器的等角视图。

图16是图15的气-液分离器的顶视图。

图17是沿着图16的线C-C所截取的、通过图15的气-液分离器的中心的剖视图。

图18是本发明实施例可以使用的高压探测电路的示意图。

图19是与本发明实施例一起使用的ORP传感器的实施例的剖视图。

图20是本发明系统的实施例的示意图。

图21示出了可以用作具有该系统的容器的喷射瓶。

图22示出了可以用作具有该系统的容器的玻璃水瓶。

图23示出了用作具有该系统的容器的、用来清洗表面的容器和垫。

图24示出了可以用作具有该系统的容器的过滤器和碗的结合体。

图25是底座装置的实施例的透视图，根据本发明，该底座与容器相连接。

图26是安装有通过型过滤装置的系统实施例的示意图。

图27是本发明系统的实施例的示意图。

具体实施方式

总的来说，本发明提供了一种清洁系统和这个系统的各个零件。该系统能够对流体进行清洁，然后该流体可以用来清洁各种各样的物体如食物或者表面。可以在该系统的容器内完成物体的清洁，或者装有清洁流体的容器可以从底座中拆下来并且输送到另一个使用位置上。

这里所描述的多用途液体清洁系统包括底座和至少一个可拆下的容器。底座包括若干净化技术以清洁来自可拆下容器中的水或者清洁流入到可拆下容器中的水。

根据本发明，这里所描述的清洁系统可以产生臭氧化液体。该系统的实施例包括：泵，它使液体通过该系统进行循环；双单向阀，它与要臭氧化的液体源相连接，从而能够同时流入和流出该系统；臭氧产生器，它可以形成要混合到液体中的臭氧；及涡流-文氏管，它使臭氧混合到液体中。涡流文氏管具有内部室，该内部室具有中心纵向轴线，液体沿着与纵向轴线成切线的方向流入到该内部室中，该涡流文氏管的内部室具有：扩宽的初始部分；及较窄的腰部，而一些臭氧进入口形成于其中；及扩宽的混合流体出口部分，臭氧化的液体从该部分中进行释放。臭氧产生器与涡流文氏管相流体连通，从而把臭氧提供到臭氧进入口中。

任选地，液体源(优选为水)装在容器内，该容器设置成与泵相流体连通。容器在它的底部安装着双单向阀，液体通过双单向阀循环到容器中和从容器中出来。任选地，该容器可以拆下，但是也可不必如此。作为另一个选择，在其中设置一些双单向阀的若干可拆下容器可以进行互换使用。

在这个实施例中，泵、双单向阀、臭氧产生器和涡流文氏管可以一起设置在底座中。

可以加入辅助可选的系统零件。例如，该系统包括臭氧产生器，优选的是，该臭氧产生器是电晕放电臭氧产生器。电晕放电臭氧产生器使用高电压/高频率电源来产生臭氧。在这种情况下，电晕放电臭氧产生器包括：臭氧产生室，它具有敞开端部；及高压电极，它位于每个敞开端上；一些绝缘端盖，它们设置在该室的一些终端上，这些盖具有一些气体开口中，这些开口沿着与室成切线的方向形成于其中，从而允许涡流通过发生器；及接地电极，它包括粘附到电材料上的金属箔。

该系统还包括氧化还原电位(ORP)传感器，该传感器与该系统相流体连通，以探测流体中的臭氧水平。

臭氧破坏装置可以安装到系统下游中并且与气-液分离器相流体连通，从而破坏由气-液分离器所产生的、未溶解的臭氧气体。

另一个可选零件是设置在涡流文氏管的下游处的气-液分离器，以从臭氧化的液体中分离出未溶解的气体。在存在时，气-液分离器使用离心力来分离出未溶解的臭氧气体。作为示例性实施例，分离器包括：入口，由涡流文氏管所产生的气-液混合物在压力下通过该入口进入；通道，它从该入口开始；装置，它迫使处于压力下的气-液混合物进入到通道内的涡流中，从而产生离心力，以使未溶解的臭氧气体运动到通道中心，并且使液体运动到通道的周边；槽，它绕着通道的内侧进行设置，一部分液体通过该通道排出；环形室，它与槽相连通，液体通过该槽；及气体释放阀，它在通道内具有气体释放开口，通过该释放开口使气体离开通道。

任选地，气-液分离器可包括浮子，该浮子与该室内的液体相互作用，以在液体液位较高时关闭气体释放开口。

本发明的系统包括高电压和高频率电源的、结合电容器的探测器，以验证电力供给到臭氧发生器中。电容器结合的探测器包括：第一金属丝，它接触通到臭氧发生器中的高压/高频导线；第二金属丝，它紧紧靠近通到臭氧发生器中的高压/高频导线，由于紧紧靠近第一金属丝和第二金属丝，因此形成了电容值；及探测电路，它与第二金属丝相连通，从而探测电容值，该探测电路包括微处理器和单稳态，从而验证电力供给到臭氧发生器中。探测电路借助外部电源或者通过电容值来驱动。

该系统还包括氧化还原电位传感器，该传感器包括：基准电极，它由银或者镀银来形成；ORP探测电极，它由铂、镀铂、金或者镀金形成；ORP传感器，它与水通道相流体接触；及连续监视控制处理时间的传感器。

本发明实施例还关于涡流文氏管，从而把气体加到液体中，该文氏管包括：具有内部室的圆柱形体；液体入口；气体入口；及气-液混合物出口，内部室在液体入口和气-液出口之间具有螺旋形通道，内部室包括：扩宽初始部分，该初始部分的直径减少以形成基本上是圆柱形结构的较窄腰部；及扩宽的出口部分，该部分进行膨胀从而相对于腰部增大了直径。在这个实施例中，液体入口沿着切线方向设置以进入内部室中来使流过其中的液体产生涡流效果；及气体入口通过形成在腰部中的进入口而进入到内部室中。

任选地，涡流文氏管可具有一个或者多个叶片，该一个或者多个叶片在扩宽出口部分的表面上形成在内部室中。

本发明的另一个实施例是清洁系统，它产生臭氧化的液体，该清洁系统包括：主泵，它使液体通过该系统进行循环；液体容器；位于液体容器内的双单向阀，从而允许液体同时流入和流出该系统；臭氧发生器，它形成混合到液体中的臭氧；分布器，它设置在容器内并且与双单向阀相流体连通，从而把来自臭氧发生器的臭氧混合到液体中；及臭氧泵，它与臭氧发生器相流体连通，从而使臭氧运动到分布器中。

本发明的系统还可包括流过过滤装置，该装置在下文中将更加详细地进行描述。

根据本发明的实施例，底座包括泵、文氏管、离心式脱气器、臭氧发生器、臭氧破坏装置、氧化还原电位(ORP)传感器和合适的连接件和电子件。根据所需要的处理，可以把各种容器设置在底座装置中。包括用来进行水清洁的水罐、用来进行蔬菜清洁的碗和过滤器、或者装有臭氧化水来给一些表面进行消毒的喷雾器或者其它容器。这些容器安装了双单向阀，该双单向阀与底座相连接，并且允许一个单个连接点。

根据一个实施例，底座可以自动探测处于合适位置上的容器的类型，因此驱动合适程序。此外，使用者可以选择合适的程序。

在下面结合清洁系统的另一步描述来详细地单独描述该系统的这些零件。与这个系统结合使用的三个零件包括双单向阀、涡流文氏管(它也可以简单地称为“文氏管”)和臭氧发生器。在下面分开描述每个零件。可以使用一些辅助的任选零件如具有成一体的气体释放阀的离心式气-液分离器(在这里也可以称为“脱气器”)、臭氧破坏装置、氧化还原电位传感器或者可以清洁液体的任何其它零件。

双单向阀

本发明的双单向阀组件能够控制流体，尤其能够控制流体进入和流出容器，但不局限于此。容器永久地被安装或者可以被拆下，可以同时或者顺序地产生流入和流出容器。

单向阀用在各种各样的下面设备中：流体流动需要限制在一个方向上。一些例子包括填充和排空箱子并且控制导管如管子内的流体流动。但是，如果需要流动同时沿着两个方向，例如流入和流出箱子，那么需要两个独立的单向阀，因此在箱子内需要两个开口。

根据本发明的实施例，提供了一种双单向阀，这种双单向阀允许同时产生两个独立流动，或者独立地通过相同的单向阀组件。

双单向阀通过一个单个单向阀组件能够产生两个分开的、独立的流动。此外，该装置可以任选地包括盖，该盖可以使流动从一个或者两个独立的流动中进行转向，从而改善流动分离，直到来自每股流的液体能够完全混合为止。在具有转向器时，设置在盖下部的流动转向器可以把旋转方向传递到通过的流体流中。此外，单向阀组件允许容器从与底座相连接中拆下，并且在容器不在合适位置上时防止流体从底座或者容器中进行泄漏。套装在单向阀组件内的两个阀杆可以独立地工作或者共同工作。

双单向阀包括第一和第二单向阀，这些单向阀独立地工作并且使第一阀安装(尤其是套装)在第二阀内。因此形成了两个独立的流体流动通道，一个流动通道通过第二阀杆，并且环绕着第一阀杆，而第二流动通道环绕着第二阀杆。

根据一个实施例，双单向阀组件包括外部主体，该主体具有入口和出口，其中第一和第二阀杆安装在外部主体内。外部主体的出口是阀座到第二阀杆。第一阀杆小于第二阀杆，并且安装在第二阀杆内，及沿着共同的轴线进行工作。第二阀杆具有通过它的圆柱形导管，在该导管中，安装着第一阀杆，第一阀杆还具有第一阀杆的阀座。因此，流体绕着第一阀杆通过并且通过第二阀杆。各自的弹簧包围着第一和第二阀杆。这些弹簧作用在阀上，从而接合它们相应的阀座。第一和第二阀杆可以独立地或者共同地被驱动。

当这些阀打开时，产生了两个独立的流体流，一个流体流绕着第二阀杆，并且通过外部主体中的出口，一个流体流通过第二阀杆并且绕着第一阀杆。

这个实施例的双单向阀组件与流体容器的壁永久安装地或者可移动地成一体，从而需要控制流体的输入和/或输出。在其它地方描述与本发明一起使用的不同容器类型。优选的是，阀与容器的下壁(底部)形成一体。

第一阀杆可任选地具有局部形成的圆柱形导管，当第一阀杆从它的阀座打开时，通过它使流体通过导管。

外部主体任选地具有一个或者多个突出部，该一个或者多个突出部沿着径向布置并且包围着出口、第一阀杆和第二阀杆。这些突出部采用安装凸起或者流动转向器的形状。在这些突出部是流动转向器的情况下，这些成形来把旋转运动传递到绕着第二阀杆出来的流体中。在这些突出部是安装凸起的情况下，这些安装凸起用来把可拆下的盖安装到外部主体上并且安装到第一和第二阀座的上方上。在这个实施例中，盖具有流动转向器、设置在中心的导管和阀座。

盖可以安装到安装凸起上，在这种情况下，安装在盖中的流动转向器产生了流体流过其中的一些通道。流动转向器可以把旋转运动传递到流体中。当第一和第二阀杆打开时，第二阀杆落座在盖中的阀座上，而第一阀座进入到形成通过盖中心的导管中。因此，两个流动通道被有效地分开。一个流动通道在盖的下方绕着第二阀杆，并且通过流动转向器，而另一个流动通道通过盖中心处的导管，并且环绕着第一阀杆。

图1是双单向阀组件100的实施例的等角图。双单向阀组件具有设置在表面上的盖102，该表面面对容器的内部，在该容器中设置着该组件。盖是任选的，但是在具有盖的情况下，它有利于容器内的混合。在盖下方是风扇形叶片104，这些叶片促进了经过叶片的水的运动。第一阀延伸通过该组件的中心轴线，从而允许流体向下地通过。第一阀具有第一阀入口(如图2和3所示)和第一阀出口106。第二阀形成在环绕第一阀的环形结构中，并且允许流体回流(向上流动)。第二阀入口108设置在该组件的下端上，第二阀出口在盖的下方位于该组件的上端上，如图2和3所示一样。

图2是图1所示的双单向阀组件的实施例的顶视图，其中盖被拆下了。这个视图更加清楚地示出了风扇形叶片104，这些叶片形成在盖的下方。当盖被拆下时，第一阀入口202和第二阀出口204是看得见的。

在没有盖时，双单向阀保持相同的功能，但是相对于具有盖的实施例而言，在容器内的流体混合没有那么充分。

图3是双单向阀组件100的剖视图。第一单向阀302被示成套装在第一单向阀入口202内。第二阀杆304被示成在第一单向阀入口202的外侧。第一阀杆O形环306示成绕着第一单向阀杆进行设置。第二阀杆O形环308被示成环绕第二阀杆。第二阀杆弹簧310被示成与第一阀杆弹簧312在一起。外部主体O形环314位于双单向阀组件的外部中，从而允许该组件与配合零件相密封地(和可拆下地)连接起来。

图4是图1的双单向阀组件100和配合零件402的实施例的等角视图。配合零件包括用于来自第一和第二单向阀中的流体的容器。中心管404允许流体从第一单向阀流出，同时回流管406允许流体流入到第二单向阀中。在这个实施例中，双单向阀组件和配合零件可拆下地固定在一起，并且借助外部主体O形环来密封这些零件之间的接触面，如图3所示。

图5示出了图4所示的双单向阀组件和配合零件的顶视图。盖102被示成具有连接点502，借助这些连接点使盖固定到风扇形叶片上。示出了第一阀入口202和第二阀出口204。

图6是沿着图5的线A-A所截取的、图4的双单向阀组件和配合零件的剖视图。示出了第一阀杆302、第二阀杆304、第一阀杆O形环306、第二阀杆O形环308、第二阀杆弹簧310、外部主体O形环314和第一阀杆弹簧312。此外，示出了中心导管O形环602，该O形环602将双单向阀组件密封到配合零件上。如在这个剖视图中所能看到的一样，流入到第一单向阀中的流体流过中心管404以进行另一个处理，而流体流过回流管406并且进入到中心容器(604)中，同时等待通过第二单向阀的返回。当双单向阀组件与配合零件相脱开时，不允许流体通过第二单向阀向上流动。只有当双单向阀组件配合到配合零件上时，允许流体流出中心容器。如果容器不处于底座上的合适位置上，那么这就能有利地控制流体返回。

图7是图4的双单向阀组件和配合零件的侧视图。示出了盖102、中心管404、回流管406和中心容器604。在这个实施例中，回流管从角度偏置位置进入到中心容器中，这能够促进中心容器内的流体的混合。示出了配合零件的顶部702，它示出了双单向阀与配合零件相连接的区域。

涡流文氏管装置

涡流文氏管装置是本发明的一个方面，它涉及喷射和混合流体。具体地说，本发明的这个方面允许流体根据文氏管原理进行混合，并且加入涡流成分，从而在与添加的流体相混合之前，使主流体加速进入到装置中。在安装到本发明系统中时，涡流文氏管装置可以把添加的流体如臭氧混合到主流体如水中，从而形成用在另一个清洁过程中的臭氧化水。如此形成的臭氧化水在它本身也是清洁过的产品。首先，描述该装置的功能，然后描述该装置在安装到清洁系统中时的角色。

涡流文氏管装置具有主流体入口、添加流体入口和所得到的混合流体的出口。在主流体入口和混合流体出口之间具有主流体入口通道、直径减小的收缩部分、喉部和直径增大的膨胀部分。主流体入口设置成垂直于通过出口的流动轴线，主流体入口设置成使轴线与入口通道成切线方向，因此可以形成高速涡流。切线(或者偏置)的主流体入口主要用来产生涡流作用，其结果是，使主流体的流动速度更高，因此提高了主流体和添加流体之间的混合。

根据这个实施例，添加流体入口包括中空管或者针，该针设置在该装置的中心上。添加流体入口延伸到喉部中，因此形成了环绕入口的环形通道。添加流体入口内的一个或者更多个添加流体出口把添加流体喷射到喉部中，从而与主流体相混合。

涡流文氏管装置具有这样的优点：在不需要使用额外能量来喷射气体的情况下，就能使气体(或者添加流体)分散开。本发明具有这样的优点：它利用了文氏管作用来把添加流体吸入到主流体中。

本发明涡流文氏管装置的另一个优点是，主流体沿着切线进入，可以把旋转运动传递到环形通道内的整个流动中，因此通过添加流体喷射过程产生了环形流动。这使得更多部分的主流体流到达较高速度，并且使主流体流的更大部分直接接触添加流体。本发明也容易弄干净，并且容易改变开口数目、位置和尺寸大小、或者针的直径，因此改变了喉部的横截面积。

在下面描述本发明的涡流文氏管装置的实施例。

根据一个实施例，涡流文氏管具有圆柱形体，该圆柱形体具有主流体入口、添加流体入口和出口。在主流体入口和出口之间可以发现：螺旋形主流体入口通道；直径减小的收缩部分，它可以是截锥形或者优选为连续的曲线形；基本上是圆柱形的喉部；及直径增大的膨胀部分，它是截锥形。

在这个实施例中，主流体入口设置成垂直于出口流动轴线并且与螺旋形入口通道成切线，因此产生了高速涡流。旋转流体流动速度随着直径的减小而增大了，因此减小了静压。

这个实施例的涡流文氏管装置具有添加流体入口，它包括设置在中心的中空针，该针延伸到喉部中。在针和喉部壁之间形成一个环形通道。在这个实施例中，在出口内，中空针终止于喉部，该出口布置成平行于出口流动轴线。此外，中空针延伸通过喉部，终止于膨胀部，并且在端部上具有尖点。若干出口垂直于针轴线地形成在针中，并且可以这样设置，以致在喉部内喷射添加流体。

添加流体入口针形成为独立主体的一部分，并且可以从涡流文氏管装置中拆下来，或者可以永久地连接或者结合到涡流文氏管装置的剩余部分上。在添加流体入口针可以拆下的情况下，它通过卡扣安装结构、夹子、螺纹或者任何其它可以接受的连接装置连接到主体上。通过O形环或者本领域技术人员清楚地知道的其它方法来密封添加流体入口针。

添加流体入口主体安装有单向阀，当主流体流不足以产生真空时，该单向阀可以防止从添加流体入口出来的主流进行回流。

可拆卸的添加流体入口主体能够清洁和/或改变添加流体入口主体，因此能够改变针直径或者开口尺寸大小、位置和/或数目，以改变混合比和/或流动速度。

本发明实施例的涡流文氏管装置在膨胀部分中具有若干叶片。这些叶片设置成平行于出口流动轴线，并且沿着径向进行布置。它们与旋转流体流相互作用，以提高混合效率。

图8是本发明实施例的涡流文氏管装置的等角视图。示出了主流体入口802和混合流体出口804。任选的连接装置806被示成一个可能的方式，在这种方式中，涡流文氏管装置连接到其它零件上，例如保持在清洁系统中的合适位置上。

图9示出了图8所示的本发明实施例的涡流文氏管装置的端视图。添加流体入口902被示成与主流体入口802的位置在一起，该添加流体入口802被清楚地示出，其中从作为主流体入口通道外部904的外部看去，轴线与主流体入口通道的圆形成切线。

图10示出了沿着图9的线B-B所截取的、通过图8的涡流文氏管装置800的实施例的中心的剖视图。在这个附图中，示出了混合流体出口804、连接装置806、添加流体入口902和主流体入口通道外部904。此外，所示出的主流体入口通道1002具有收缩部分1004、喉部1006和膨胀部分1008。设置在中心的中空针1010开始于添加流体入口902，并且终止于尖端点1012处的喉部1006。若干添加流体出口1014(在这种情况下，示出了其中的四个、两个)允许添加流体喷射到喉部内的加速主流体中。应该知道的是，尽管在这个实施例中示出了若干这样的开口，但是对于本发明而言，一个添加流体出口需要最小化。在膨胀部分1008中具有若干叶片(1016)，由于涡流作用而使这些叶片与旋转的流体流相互作用，从而提高了添加流体和主流体的混合效率。应该知道，在该装置不需要一些叶片，并且在具有一个或者更多个叶片的情况下，可以使用一个最小叶片。在这种情况下，具有4个叶片，在这里以截面图示出了其中的三个叶片。膨胀部分1008形成在混合流体出口附近，从而可以产生具有真空作用的低压区，这种真空作用在涡流文氏管装置的内部上把流体吸到混合的流体出口804中。

在安装到本发明的清洁系统的实施例中时，涡流文氏管装置设置在臭氧发生器的下游上。因此，添加流体入口设置有来自上游臭氧发生器的臭氧化空气。借助在涡流文氏管装置中产生真空来吸入臭氧化空气，或者借助泵把臭氧化空气提供到添加流体入口中。从通过双单向阀进入的容器中泵出的水被供给到主流体入口中，在主流体入口通道内形成涡流，及文氏管作用通过收缩部分吸入水，从而增大压力，通过具有添加流体出口的喉部，从而借助高压和水的加速来有效地混合臭氧和水，及在臭氧和水相互作用和进一步混合的膨胀部分中产生了进一步的混合。在混合流体出口处，多数水和臭氧溶解到水中，并且只有一部分添加臭氧保持独立的气体。对于这个系统中的剩余臭氧气体而言，具有成一体的气体释放阀的气-液分离器可以安装到混合流体出口的下游处。

臭氧发生器

安装到本发明系统中的臭氧发生器是用来产生电晕放电的、能节省成本的装置。借助放电(如“火花”)可以产生臭氧，这种放电使氧分子分裂成两个氧原子。这种放电也称为“电晕放电”。这些不稳定的氧原子与其它氧分子相结合，这些结合物形成了臭氧。

本发明实施例的臭氧发生器优选为电晕放电型的臭氧发生器。电晕放电臭氧发生器包括两个圆柱形的绝缘端盖、高压电极、接地电极和介电材料。相对于它的长度具有较宽内径的臭氧发生器结构可以散热，因此随着时间的过去始终输出臭氧。

这些端盖用来使电介质和高压电极之间的空气间隙保持一致。空气沿着切向进入端盖，这在整个臭氧发生器中产生了涡流作用，因此提高了在电介质和高压电极之间的停留时间，并且提高了臭氧输出效率。这些端盖具有较大的开口端，这些开口端可封闭地与高压电极的内径相配合，从而在电晕放电过程期间进行散热。此外，风扇可以安装到这些端盖中，从而为发生器提供对流冷却。但是，由于臭氧发生器的内径设计得较宽从而能够进行散热，因此可以不需要风扇。

使用胶粘剂使这些端盖粘附到接地平面和电介质上。

优选的介电材料是硼酸硅玻璃，但是也可以使用其它材料如陶瓷或者热塑性塑料。

在电晕放电过程期间，由内径较大的焊接或者无缝不锈钢管所形成的高压电极能够进行散热。

根据这个实施例，接地平面包括薄的不锈钢箔，它在一侧上层压有高温胶粘剂。然后，这种箔粘附到介电材料(如玻璃)上，因此形成了接地平面。

位于接地平面、介电材料和高压电极之间的相对长度是不相同的，从而通过这些端盖消除了这些零件之间的跳火。

这种臭氧发生器的另一结构包括空气泵，该空气泵设置成与电晕放电臭氧发生器的输入口相流体连通，例如该发生器在底座内(当该系统安装有底座时)。空气泵用来泵送空气以使之通过电晕放电臭氧发生器，因此确保能足够地供给进入空气。使用分布器或者多孔陶瓷结构，使来自电晕放电臭氧发生器的带电空气然后流到流体容器中。在这种情况下，具有涡流文氏管是任选的，因为臭氧变成直接混合到容器中。如果提供了若干容器，那么每个容器安装了分布器，并且流体连通到底座中。当然，本发明系统包括空气泵与安装有涡流文氏管的系统的结合体。

图11是本发明实施例的臭氧发生器1100的等角视图。示出了端盖1102、1104、臭氧出口1106和空气入口1108。入口和出口都设置成垂直于气体通过臭氧发生器的流动轴线，并且都设置成与臭氧发生器的圆周成切线方向。在这种方法中，进入发生器中的空气通过臭氧发生器运动一个螺旋线路并且通过电极。因此，螺旋线路允许相同量的空气在发生器内具有更多的照射时间，从而提高了进入臭氧发生器中的空气的单位体积的臭氧量。

图12是图11所示的臭氧发生器的顶视图。示出了一些端盖1102、1104、臭氧出口1106和空气入口1108。

图13是沿着图12的线D-D所截取的、通过图11所示实施例的中心的剖视图。示出了高压电极1302。

图14是沿着图13的详细截面E所截取的、臭氧发生器的电介质、胶粘剂和接地电极结构的详细剖视图。这个实施例中的接地电极1402，不锈钢箔示成最外部层，高温胶粘层1404设置在接地电极下方，并且电介质1406，在这种情况下，是玻璃管被示成刚好位于胶粘层下方。在一个实施例中，高压电极(内部)的典型电压大约为4000V，同时接地(外部)电极是0V。

在安装到本发明系统中时，臭氧发生器的出口位于涡流文氏管的添加流体入口的上游，并且与该入口相流体连通，从而通过设置在中心的中空针的出口来供给作为添加流体的臭氧。

下文所描述的该系统的其它零件应该理解为任选的。实现本发明系统的功能或者工作，不需要下面这些零件。但是，根据本发明的实施例，具有下述的每个零件。

具有整体式气体释放阀的离心式气-液分离器

离心式气-液分离器可以与本发明的清洁系统的实施例一起使用。分离器在这里也可以称为“脱气器”。分离器包括成一体的气体释放阀，并且能够从液体流中除去夹带的气体。更加具体地说，当臭氧气体夹带在臭氧化的水流中时，使用分离器来除去气态臭氧。

气-液分离器与涡流文氏管装置的混合流体出口处于流体连通中，从而能够从臭氧化水中除去夹带的臭氧气体。气体液体分离器促进有效地除去和排出潜在的有害臭氧气体，同时使溶解的臭氧保持液相。因此，该系统可以形成脱气过的、臭氧化的水。

根据本发明的实施例，液-气混合物通过液-气混合物入口沿着切向喷射到螺旋通道中，该入口产生了高速涡流。涡流液-气混合物使管子升高，并且在离心力的作用下，使气体到达涡流中心，并且迫使液体到达边缘。当液-气混合物在管内升高时，环绕管子的槽排出一部分液体，该部分液体通过液体出口排出。剩余液-气混合物升高到阀室中。阀室中的液体水位与浮子相互作用，该浮子如所需要的那样打开和关闭释放气体的开口。

在本发明的一个实施例中，气-液分离器具有离心力，并且包括气体释放阀。液-气混合物在压力作用下通过喷嘴沿着切向进入到位于分离器底座中的螺旋通道中。液-气混合物被迫进入到快速转动的涡流中并且使管子升高。当涡流旋转时，产生了离心力，该离心力迫使较轻的气体到达中心，而使较重的液体到达管子壁的外侧部。环绕管子内侧进行设置的槽排出一部分液体并且使该部分液体进入到环绕管子的环形室中，然后离开出口管。剩余的液-气混合物升高到达阀室中。浮子与液体水位相互作用从而打开或者关闭开口。响应液体水位从开口中释放气体，因此在该系统中保持压力。

根据这个实施例，浮子可以采用环形，从而允许气体通过它的中心，同时最小量地干扰涡流运动。此外，浮子可以采用封闭的中心环形和球形。浮子通过杆臂和密封件与开口相互作用，其中密封件安装到杆臂中。杆臂使浮子的力(浮力和重力)增大，从而在液体水位较高时有效地密封开口，并且在液体水位下降时使密封件远离开口。在这种情况下，杆臂可以克服系统的内部压力从开口中有效地拉动密封件，从而允许气体逃逸。此外，电动浮子开关可以取代浮子和杆臂，并且阀可以打开和关闭来排出空气。

气-液分离器的管子可以是圆柱形或者是直径从底部到顶部增大的截锥形。

盖位于气-液分离器的底座中，并且形成螺旋形通道的底部，该盖可以拆下，从而能够流干和/或弄干净分离器。位于阀室上的盖具有气体出口和杆臂的旋转点。盖永久地固定到分离器上或者可拆下地固定到分离器上，以用来观察和弄干净阀组件和/或阀室。

盖具有缓冲板的一些安装件。该缓冲板具有通过它中心的孔，并且与浮子的中心轴线相对准。孔允许气体通过缓冲板，并且通过开口逃逸。孔还允许臂与浮子相连。在安装时，缓冲板减少了流体从气体出口流出的机会。

图15是本发明实施例的离心式气-液分离器1500的等角图。示出了液-气混合物入口1502，该入口的流动轴线与分离器的圆形通道成切向。这种结构使得能够形成高速涡流。中心管1504设置在入口上方，通过该入口产生旋转的液-气混合物。所示出的液体出口1506设置在中心管的上方。气体出口1508设置在气-液分离器的顶部上。所示出的、任选的连接器1510使气-液分离器保持在本发明清洁系统内的合适位置上。

图16是图15的气-液分离器的顶部视图。示出了液体出口1506、气体出口中508和连接器1510。

图17是沿着图16的线C-C所截取的、通过图15的气-液分离器的中心的剖视图。除了液-气混合物入口1502之外，还示出了中心管1504、气体出口1508、杆臂1702、杆臂保持器1704、杆臂旋转点1705、阀室1706、杆臂密封件1708、阀室盖1710、浮子1712、涡流管1714和分离器底座1716。如在这个横剖视图中所看到的一样，位于中心管顶部处的较窄间隙1718允许液体在涡流管1714和阀室1706之间离开。

尽管在具有气-液分离器时它是该系统的任选零件，但是所示出的一些特征有利于这里所描述的实施例。当用在本发明的小尺寸系统中时，其中气-液分离器的总高度为大约3到6英寸(接近4英寸)，可以使用下面尺寸大小。较窄的间隙1718为0.01到0.1英寸，优选为0.02到0.06英寸。具有较窄间隙与中心管1504相遇的微小台阶是有利的，或者使向上延伸的管子得到扩宽是有利的。在总高度为4英寸的实施例中，中心管1504的高度大约为1英寸。但是，对于总高度为3-6英寸的分离器而言，从大约0.5英寸到大约3英寸的任何高度是有利的。按照尺寸大小，中心管的高度为大约分离器总高度的1/4。中心管的倾斜角度为0度到大约15度。

分离器的进入口和管起着涡轮式混合器的作用以有助于把臭氧溶解到水中。在这样的布置中，进入管设置成与分离器的纵向轴线成切向，并且快速地进入到入口中，因此可以实现这种效果，并且混合较好。

作为气-液分离器的替换方式，可以使用混合管，该混合管可以损坏流体流中的气泡(或者气泡破坏器)。具有气泡破坏器的一组混合管有效地进行工作从而使臭氧溶解到水中，可以用来取代臭氧脱气。气泡破坏器混合管不能排出过量的臭氧，但是可以用在不必除去和/或破坏臭氧的一些情况中。

探测高压供给失败的电容高压探测器系统

电晕发生器依赖于高压和高频的电力供给，从而产生使用了臭氧发生器的本发明实施例所需要的臭氧。确保发生器接受这种供给有利于验证该装置是否合适地进行工作。所描述的、节省成本的、探测可靠的系统在这里也称为高压探测器，该探测器可以探测臭氧发生器的电力供给。

高压探测器利用了这样的事实：电力供给到臭氧发生器的高频和高压通过微小的电容器可以把有用的大信号供给到探测器电路中。在高压零件和探测电路的输入之间产生电容。

借助简单地把电线的一端连接到探测电路的输入端上并且把另一端缠绕在臭氧发生器的绝缘高压供给金属丝上来产生电容。

此外，同样可以使用把高压探测器电线保持在高压供给电线或者其它高压零件附近的其它装置。在高压零件和探测电路的输入端之间产生和利用了电容的、导电零件和绝缘零件的其它可能布置对于本领域普通技术人员来讲是显而易见的，并且包括在本发明之内。

图18是电容拾波(或者高压探测器)电路的示意图，该电路与本发明实施例一起使用。由于靠近导体而产生的电容可以通过信号。示出了高压探测器，在这种探测器，借助寄生电容来硬连线或者供给到电流通路(它完成电路返回到共用电路)中。高压探测器与微型处理器相连接，从而探测高压失败。

如图18所示一样，高频AC供给被提供到臭氧发生器中。高压探测系统1800的这个实施例工作如下。供给到臭氧发生器中的高压存在于臭氧发生器供给电线1802中。该电线连接到臭氧发生器1806的高频AC供给1804中。紧紧靠近供给到臭氧发生器中的高压的电线1808紧紧靠近它的长度部分的电线1802。这产生了小电容，它标记为电容器1803。

电线1802上的高频和高压信号使小电流流过电容器1803。电流使电压出现在电线1808和高压探测器1810的输入端上。

电线1808中的电流的电流通路1812通过通路1812来完成，该通路1812示成虚线，并且连接到共用电路1814上。借助寄生电容来供给这个电流通路，或者借助物理零件如电线、电阻器、容器器或者非无限阻抗的其它形式来供给。

以许多方式来执行高压探测器电路1810，而电路设计领域中的普通技术人员应该理解该电路。示出了高压探测器的典型执行的电路1816是单稳态的触发器，当电压出现在电线1808上时，使该触发器触发成“接通”。当它中断时，单稳态1818回复到关闭状态，这时，借助电线1808上的信号，它又被触发到接通。微型处理器1820监视触发器的活动，从而检验它正在花费合适的部分时间在接通状态上。如果处理器探测到单稳态不是“接通”一个可以接受的时间百分比，那么处理器记录高压供给失败。

在这个实施例中，该系统还设置有高压和高频电力供给的探测器，从而检验把合适的电力供给到电晕放电发生器中。探测器包括：引线(或者第一金属丝)，该引线与通到电晕发生器中的高压/高频引导相接触；引线(或者第二金属丝)，它紧紧靠近通到电晕发生器中的高压/高频引线；及探测电路。探测电路可以通过外部或者通过探测金属丝的电容来供电。在这个实施例中，由于紧紧靠近第一金属丝和第二金属丝而形成电容。探测电路与第二金属丝相连通，从而探测电容。该电路具有微型处理器和单稳态，从而检验电力供给到电晕放电发生器。

氧化还原电位(ORP)传感器

可通过人工或者自动地来控制清洁系统的处理时间。在需要自动控制的情况下，可以选择时间控制或者选择在所形成的臭氧化水中的臭氧浓度大小的控制。在本系统的一个优选实施例中，借助臭氧浓度来确定过程控制。因此，可以安装探测水中的臭氧的传感器。传感器可以设置在本发明系统内的任何地方上，只要它与臭氧化流体相接触就行。

这里所描述的传感器是可以安装到本发明系统中的任何数量传感器中的一个。在这个实施例中，基准电极和ORP探测电极与清洁系统相流体接触。第一电极是基准电极，它由银材料形成。该电极是位于基体顶部上的固态银或者电镀银。ORP探测电极是贵金属、或者铂或者金，并且可以是固态铂或者金，或者该金属可以镀在基体顶部上。

在优选实施例中，基准电极和ORP探测电极被镀在不锈钢螺钉的顶部上。然后使这些螺钉驱动到进入管中，以致每个螺钉的下部通过管子与水流相流体接触。使用终端凸耳使导线连接到螺钉上。当臭氧较多的水通过时，产生了氧化-还原电位。借助该系统的标准电子零件来解释这个电位，该电位相应地控制处理时间。

这些螺钉容易得到，从而可以大批量地进行制造，并且银和铂的电镀过程是公知的，并且为本领域普通技术人员所广泛使用。传感器组件比较简单并且费用小。

图19示出了ORP传感器在清洁系统的配合零件402内的位置和优选实施例，例如其中一个示成连接到图4中的双单向阀100中。示出了中心管404、返回流动管406和中心容器604。把一些电极1902和1904设置成靠近中心管，通过中心管使流体进入系统中。

重力供给过滤器和其它任选水净化技术

本发明包括重力供给过滤器。在这个实施例中，重力供给过滤器(gravity-fed filter)可以是位于织物、非挤压碳过滤器或者没有任何活性碳的织物过滤器之间的挤压碳过滤器。重力供给过滤器设置在液体容器的上游上，并且可以与呈上部容器形状的液体容器形成一体，从而把容器的容积分成上部容器和过滤水容器。优选地，重力供给过滤器没有延伸到过滤水容器内的水中。但是，该系统包括重力供给过滤器，该过滤器向下延伸到过滤水容器中，作为一个替换方式延伸到没有示出的过滤器中。这种过滤器呈可拆下的、可自由使用的和/或可充电的盒子形状。

除了该系统之外，可以任选地使用辅助净化技术。例如，电极；极端的、微型的纳米过滤；紫外线(UV)光源；或者辅助通风/氧化。如果具有辅助净化技术，那么可以适合地布置该技术，从而在水流过该系统时作用在水上。作为辅助净化技术，可以使用脉冲的电场清洁技术，该技术安装有电极，从而清洁或者净化通过其中的水。例如，这种技术描述在2004年01月9日提交的、本申请人的待审国际申请No.PCT/CA04＿＿＿＿中，该申请的内容在这里引入以作参考。

包括重力过滤的本发明实施例包括容器，该容器具有上部容器来接受没有过滤过的水。上部容器具有：下部开口；过滤介质，它位于上部容器的下部开口内，以过滤通过其中的、没有过滤过的水；及下部过滤水容器，它接受通过过滤介质的水。过滤水容器具有下部开口，该开口与双单向阀相连接。

在采用重力过滤的本发明实施例中，容器包括水瓶，该水瓶在织物之间具有平坦的挤压碳片以作为过滤介质。挤压碳片设置在上部容器的底部上。盖可以设置来盖住上部容器。通过挤压碳片慢慢地过滤接受在上部容器内的水，并且使水通过进入到水瓶的下部容器中。使水瓶适应于设置在底座上的具体位置上。作为另一个替换方式，与水瓶的下部容器相连接的空气泵把空气提供到分布器介质中，该分布器介质存在于下部(过滤水)容器中，从而使气泡释放到保持在水瓶中的水中，从而进一步净化水。在这个实施例中，塑料反射器可以设置在分布器介质的上方，从而有助于气泡循环。实际上，借助通过挤压碳过滤器的过滤和借助通过与水瓶相连通的泵进行通风/氧化，这就能够净化水。双单向阀安装到这个实施例中从而确保水合适地流入和流出水瓶。电子控制件可以用在底座内，以探测底座上的水瓶。尽管挤压碳过滤器优选为没有延伸到上部容器底部下方，但是应该知道的是，可以使用挤压碳过滤器，该过滤器在上部容器底部下方进行延伸，并且延伸到装在下部容器内的水中。

多用途清洁系统

本发明系统是多用途清洁系统，它具有：流体容器；及一些零件，这些零件能够形成臭氧，使流体臭氧化，并且使流体循环回到流体容器内。任选地，其它液体净化技术可以与这里所公开的这些相结合使用。此外，可以采用用来除去过量(未溶解的)臭氧的、探测臭氧大小的和破坏过量臭氧的任选装置。可以任选地拆去该流体容器。这些零件可以安装在底座内，其中容器安装在该底座上。

根据本发明的实施例，该系统的一些零件安装在底座内，而容器可以设置在该底座上，或者使容器与该底座相连接(在容器不能拆下的情况下)。这些零件包括泵、臭氧发生器和涡流文氏管，从而把臭氧输送到主流体中。双单向阀允许液体同时流入和流出容器，该双单向阀与容器相连，并且对于容器可以拆下的实施例而言，可以具有与底座成一体的配合零件。任选地，离心式气-液分离器(或者脱气器)包括在底座内。作为另一个选择，可以安装有臭氧破坏器、氧化还原电位(ORP)传感器和控制电子件。

容器(或者若干容器)可以拆下或者可以固定在该系统中。在容器与系统成一体(并且不容易拆下)的情况下，它是保持箱的形状。这种容器可以应用到大型设计中，在这种大型设计中，使用者不必需要容器便于携带。但是，对于小型或者家用的设备而言，最好具有位置固定的、不能拆下的容器，从该容器中汲取部分臭氧化水，例如通过水龙头或者导管汲取部分臭氧化水到所选择的设备中。

根据一个实施例，该系统包括若干可拆下的容器。当然，本发明系统只需要一个容器，并且它不需要拆下。在下文中将讨论容器超过一个且这些容器可以拆下的实施例。在这个实施例中，控制电子件安装有自动探测电路，以探测哪种流体容器连接到底座上并且驱动合适程序。例如，如果探测到流体容器需要吸收水，那么可能需要较低的臭氧液位。此外，如果探测到流体容器可以用来弄干净表面，那么可能需要更高的臭氧液位。

作为自动探测电路的替换方式，使用者可以选择合适循环。人工控制处理周期，并且该处理周期设置成根据时间和/或水中的臭氧浓度进行自动控制。

可拆卸的容器在它们的底座上安装着双单向阀，该双单向阀与底座装置相连接。这种布置允许水同时流出和流入到容器中，同时使用了一个连接点。

在本发明的一个实施例中，当容器设置在底座上时，自动探测电路被驱动。合适程序(任选地，容器的一个具体程序)被驱动，并且就绪指示灯亮了。然后，使用者借助按下按钮来驱动该过程。泵从容器中汲取水，并且泵送它以使它通过文氏管。文氏管具有气体入口，该气体入口吸入来自臭氧发生器的、臭氧较多的空气。臭氧发生器可以是电晕放电型，并且把空气中的一部分氧转换成臭氧，或者可以是任何其它可接受的型式。臭氧与涡流文氏管内的水相混合，以形成臭氧化水。然后，臭氧化水进入到离心式液-气分离器中，该分离器除去未溶解的气体如空气和未溶解的臭氧，同时留下存在于臭氧化水中的、未溶解的气体。所除去的气体可以被导向到臭氧破坏器中，该臭氧破坏器把臭氧转换成氧，并且把它安全地释放到大气中。

此外，液-气分离器可以使排出的气体返回到文氏管的入口中，从而重新溶解到水中，或者等效地把排出的气体导向到臭氧发生器的入口中。臭氧化水离开液-气分离器并且返回到流体容器中。这种循环连续进行，直到达到预定时间和/或臭氧浓度为止。ORP传感器设置在该系统的入口内，该系统连续地监视臭氧在水中的水位，并且控制该装置的过程循环。

作为重新溶解从气-液分离器中所排出的气体的另一个替换方式，在一些情况下选择成使这些排出的气体(含臭氧)释放到大气中。因此，在一些情况下，如果法规允许，那么不需要使含臭氧的排出气体进行再循环，也不需要破坏臭氧。在北美，具有一些法规来确定可接受的排出臭氧水平。

当该过程完成时，通过显示容器被拆下的灯和/或音响警报器来与使用者进行交流。

每个容器在它的底座上安装着双单向阀，该双单向阀与该系统底座中的容器相连接，并且在没有泄漏的情况下拆下容器。单向阀允许水流出和流回到容器中，而不需要额外的连接。借助泵或者其它装置，使来自容器的水通过文氏管、通过脱气器流出，并且返回到容器中。该过程连续进行直到到达预定时间和/或臭氧浓度为止。在臭氧发生器内产生了臭氧，该臭氧与文氏管内的水相混合。液-气分离器除去未溶解的臭氧和夹带的空气。液-气分离器所除去的臭氧借助臭氧破坏器来分离并且安全地释放到大气中。

任选地，容器可呈水瓶形状从而可以进行便携式水清洁作用。该容器也可以是碗形和过滤器形状，从而清洁水果和蔬菜。此外，该容器可以是喷射瓶形状，从而容纳供给到表面中的臭氧化水，或者是用来弄干净表面的容器和垫形状。容器也可以是内部容器和外部容器形状，以清洁小物体如牙齿、婴儿橡皮奶头等。此外，容器是玻璃水瓶，从而当所需要的量更大时容纳臭氧化水。一些例子包括灌注食物如肉，从而漂洗器具或者手。

在家用和私人用途及工业和/或医学用途中，清洁系统具有各种各样的应用。这些应用的一些例子包括：制备净化过的饮用水，或者形成用来清洁物体或者表面的臭氧化饮用水。通过清洁系统所形成的臭氧化水可以用来处理医学情况如痤疮(具有与细菌有关的血统)、脚真菌病、清洁伤口、皮肤的局部医学处理、清洗医学装置。食品制造工业上的工业用途可以采用本发明所形成的臭氧化水。例如，商业用途，在餐馆中清洗表面，食物处理设备(如内处理设备)，食品包装设备如工厂中的食品包装设备，产品需要保鲜的超市中的食品包装设备。借助定期喷射本发明所形成的臭氧化水，使新鲜产品的保存期得到延长。店员从得到臭氧化水中得到益处，从而在工业或者公众设施中进行洗手。设备和花可以喷有或者浇有根据本发明所形成的臭氧化水。

对于家用而言，在呈过滤器形状的容器内漂洗蔬菜和水果，其中该容器连接到底座上。对于口腔护理而言，如此形成的臭氧化水可以用来清洗牙齿、牙刷，或者进行口腔清洗。家用创伤护理可以用臭氧化水来取代浓溶剂如外用酒精或者过氧化氢。作为除臭剂，如此形成的臭氧化水可以用来喷一些表面或者内部表面如鞋。

此外，对于家用而言，该系统可以安装成埋头顶部模式或者安装成上游嵌入式装置，从而把水供给到家用设备中。借助使用臭氧化水来洗衣服或者清洗盘子，可以减少所需要的去污剂量，或者不需要去污剂。

本领域普通技术人员可以想象到许多其它工业和家用设备，这些设备也落入本发明的范围内。

图20是本发明的多用途清洁系统的实施例的示意图。图20示出了底座1和可拆下的容器2。处理容器安装有双单向阀3，该单向阀允许水通过一个连接件流入和流出容器。当该容器设置在底座上时，双单向阀与管座21相连接。安装在电子件9中的自动探测电路驱动合适程序来执行臭氧化过程。

借助115V的AC通过电线20来供给电力。电子件把主电力转换成通过电线19供给到泵4中的、12V的DC和通过导线18供给到臭氧发生器6中的高压AC。

当该系统被驱动时，从容器中通过双单向阀把水汲取到管座中，并且通过导管10汲取到泵中。然后，水流过导管11并且进入到涡流文氏管5中。当水流过涡流文氏管时，它产生了真空，该真空通过输入端13把空气汲取到臭氧发生器中，并且通过管子12输送到涡流文氏管中。臭氧发生器是电晕放电型，该发生器把空气中的一部分氧转化成臭氧。

气泡含有臭氧和空气的水通过导管14离开文氏管，并且进入离心式气-液分离器7。在气-液分离器中所产生的离心力迫使空气和未溶解的臭氧离开水。排出的气体通过管16被导向到臭氧破坏器8中。优选的是，破坏器装有CARULITE^TM催化剂(CARULITE是Peru，I11.的Carus Corp.的注册商标)，这种催化剂使臭氧分离成氧并且安全地把它释放到大气17中。

现在含有溶解的臭氧的水通过双单向阀经过导管15和管座21回到容器2中。该过程连续地进行，直到该程序完成为止。

图21示出了喷射瓶2100，该喷射瓶可以用作具有该系统的容器。

图22示出了玻璃水瓶2200，该玻璃水瓶可以用作具有该系统的容器。

图23示出了可以用作具有系统的容器的、用来清洗表面的容器和垫2300。

图24示出了过滤器和碗的结合体2400，该结合体用作具有该系统的容器。过滤器2402被示成容器的内部，其中在其内具有开口2404以供液体通过和进入到碗2404中，它被示成容器的外部。在容器的底部可以看到液体接触面2408，水流过该底部从而进入和离开容器。这个接触面与双单向阀处于流体连通中，该双单向阀设置在容器的底部中(未示出)。

图25是底座2500的实施例的透视图，根据本发明，图21-24所示的任何容器可以与该底座相连。底座包括配合零件2502，从而与容器底部上的双单向阀相连。控制按钮显示垫2504示出在底座的朝前部分上，使用者可以接近该部分。控制按钮显示垫包括任何数目的控制器或者显示窗口。这些控制器或者显示窗口包括开/关按钮、程序选择按钮、“准备就绪”灯(当容器中的液体进行了足够处理时，它用来向使用者显示)或者任何读取显示器(它将合适信息通知给使用者)，但不局限于这些。本领域普通技术人员容易确定垫上所包括的其它类型的控制器或者显示窗口。在这个实施例中，处理零件被定尺寸成以紧凑方式安装在底座内，以致可以埋头顶部(counter-top)设置或者安装该装置。但是，应该知道，这些零件本身不必安装在底座内，例如，在具有固定安装的一些大型系统中。

图26是具有排出通过型过滤装置的系统的实施例的示意性视图。在这个实施例中，可拆下的容器2602具有上部容器2604，该上部容器装有未过滤的水2606。通过过滤器2608如位于织物之间的挤压碳过滤器来过滤未过滤的水。通过其中的水到达过滤水容器2610中，该容器在它的底部与双单向阀2612相连接。该容器位于底座2614上，该底座2614安装着涡流文氏管2616、泵2618和臭氧发生器2620。

图27是本发明实施例的示意图。根据这个实施例，产生臭氧化液体的清洁系统包括：泵2702，它使液体循环通过该系统；双单向阀2704，它与要臭氧化的液体源2706相连接，从而能够同时流入和流出该系统；臭氧发生器2708，它形成要混合到液体中的臭氧；及涡流文氏管2710，它把臭氧混合到液体中。如在其它地方更加详细描述的一样，涡流文氏管包括具有中心纵向轴线的内部室，液体沿着与该纵向轴线成切向的方向进入到该内部室中，涡流文氏管的内部室具有：扩宽的初始部分；较窄的腰部，而臭氧进入口形成在该腰部中；及扩宽的混合流体出口部分，从该部分释放臭氧化液体。臭氧发生器与涡流文氏管相流体连通，从而把臭氧提供到臭氧进入口中。

本发明的上述实施例只是用来示例的。在没有脱离本发明范围的情况下，本领域普通技术人员可以对具体实施例进行改变、改进和变形，本发明的范围只通过所附的权利要求来限定出。

Claims (20)

1.一种清洁系统，它可以产生臭氧化液体，该系统包括：

泵，它使液体通过该系统进行循环；

双单向阀，它用于与要臭氧化的液体源相对接，从而允许同时流入和流出该系统；

臭氧发生器，它用于形成要混合到液体中的臭氧；及

涡流-文氏管，它用于使臭氧混合到液体中，涡流-文氏管包括内部室，该内部室具有中心纵向轴线，液体沿着与纵向轴线成切向的方向进入到该内部室中，涡流文氏管的内部室具有：扩宽的开始部分；缩窄的腰部，它具有形成于其中的臭氧进入口；及扩宽的混合流体出口部分，臭氧化液体从该部分中释放；

臭氧发生器与涡流-文氏管相流体连通，从而把臭氧输送到臭氧进入口中。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，液体源容纳在容器中，该容器设置成与所述泵相流体连通。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，容器包括双单向阀，液体通过该双单向阀循环到该容器中和从该容器中出来。

4.如权利要求2或者3所述的系统，其特征在于，该容器是可以拆卸的。

5.如权利要求2所述的系统，其特征在于，可互换地使用若干可拆卸的容器，这些容器具有设置于其中的双单向阀。

6.如权利要求1-5任一所述的系统，其特征在于，泵、双单向阀、臭氧发生器和涡流-文氏管设置在底座内。

7.如权利要求1-6任一所述的系统，其特征在于，臭氧发生器包括电晕放电臭氧发生器。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，使用高压/高频电源，电晕放电臭氧发生器产生了臭氧，所述电晕放电臭氧发生器包括：

臭氧产生室，它具有开口端和在每个开口端的高压电极，

一些绝缘端盖，它们设置在室的终端，这些盖具有气体开口，这些气体开口沿着与室成切向的方向形成于其中，从而允许涡流通过该发生器；及

接地电极，它包括粘附到介电材料上的金属箔。

9.如权利要求1-8任一所述的系统，它还包括氧化还原电位(ORP)传感器，该传感器与系统相流体连通，从而探测流体中的臭氧等级。

10.如权利要求1-9任一所述的系统，它还包括气-液分离器，该分离器位于涡流-文氏管的下游处，从而从臭氧化液体中分离出没有溶解的气体。

11.如权利要求10所述的系统，还包括臭氧破坏器，该破坏器位于气-液分离器的下游处并且与气-液分离器相流体连通，从而破坏来自气-液分离器中的、没有溶解的臭氧气体。

12.如权利要求10或者11所述的系统，其特征在于，气-液分离器使用离心力来分离出没有溶解的臭氧气体，该分离器包括：

入口，来自涡流文氏管的气-液混合物在压力作用下通过该入口进入；

通道，位于该入口之后；

装置，它在压力作用下迫使气-液混合物进入通道内的涡流中，从而产生离心力，从而使没有溶解的臭氧气体运动到通道的中心，并且使液体运动到通道的边缘上；

槽，它环绕通道的内部进行设置，一部分液体通过该槽排出；

环形室，它与槽相连通，液体通过该环形室，及

气体释放阀，它包括位于通道内的气体释放开口，气体通过该阀离开通道。

13.如权利要求12所述的系统，还包括浮子，该浮子与室内的液体相互作用，从而当液体水位较高时关闭气体释放开口。

14.如权利要求1-13任一所述的系统，还包括高压和高频电源的、结合电容器的探测器，以检验供给到臭氧发生器中的电力，该结合电容器的探测器包括：

第一金属丝，它接触通到臭氧发生器中的高压/高频导线；

第二金属丝，它紧紧靠近通到臭氧发生器中的高压/高频导线，由于紧紧靠近第一金属丝和第二金属丝而形成了电容；及

探测电路，它与第二金属丝相连通，从而探测电容，该探测电路包括微型处理器和单稳态元件，从而检验供给到臭氧发生器中的电力。

15.如权利要求14所述的系统，其特征在于，所述探测电路借助外部电源或者通过所述电容来供电。

16.如权利要求1所述的系统，还包括氧化还原电位传感器，该传感器包括：

基准电极，它由银或者镀银形成；

ORP探测电极，它由铂、镀铂、金或者镀金形成；

ORP传感器，它与水通道相流体接触；及

连续监视传感器，它控制处理时间。

17.一种把气体加到液体中的涡流-文氏管，它包括：

圆柱形体，它具有内部室；液体入口；气体入口；及气-液混合物出口，内部室在液体入口和气-液出口之间具有螺旋形通道，

内部室包括：扩宽的直径减小的初始部分，从而形成基本上是圆柱形结构的较窄腰部；及扩宽出口部分，它相对于腰部膨胀成增大的直径，

其中，液体入口沿着切线方向设置以进入内部室，从而使流过其中的液体产生涡流作用；及气体入口通过形成在腰部中的进入口进入内部室中。

18.如权利要求17所述的涡流-文氏管，它具有一个或者多个叶片，该一个或者多个叶片形成在扩宽出口部分的表面上的内部室中。

19.一种产生臭氧化液体的清洁系统，该系统包括：

主泵，它使液体循环通过该系统；

液体容器；

双单向阀，它位于液体容器内，从而允许液体同时流入和流出该系统；

臭氧发生器，它形成要加到液体中的臭氧；

分布器，它设置在容器内并且与双单向阀相流体连通，从而把来自臭氧发生器的臭氧加到液体中；及

臭氧泵，它与臭氧发生器相流体连通，从而使臭氧运动到分布器中。

20.如权利要求1所述的系统，还包括灌注通过型过滤装置。

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