CN1894051A

CN1894051A - 利用紫外线辐射使水消毒的装置的紫外线灯保护外套的清洁装置

Info

Publication number: CN1894051A
Application number: CNA2004800372259A
Authority: CN
Inventors: 皮埃尔·吉罗代; 克里斯蒂安·万佩内
Original assignee: OTV SA
Current assignee: Veolia Water Solutions and Technologies Support SAS
Priority date: 2003-11-12
Filing date: 2004-11-09
Publication date: 2007-01-10
Also published as: EP1682287A2; NO20062349L; BRPI0416455A; ZA200603501B; EP1682287B1; JP2007510541A; AU2004289498B2; CA2544251A1; TNSN06131A1; AU2004289498A1; FR2862010B1; MA28158A1; FR2862010A1; JP4866244B2; KR20060109486A; WO2005046893A2; WO2005046893A3

Abstract

本发明涉及一种利用紫外线辐射使水消毒的装置。紫外线辐射包括许多紫外线灯(31)，每个灯由至少一个外套(32)保护。外套(32)由对紫外线透明的材料制作且具有基本上为圆柱体的形状。所述装置包括用于清洁这些外套的装置。所述清洁装置包括至少一个刮环(7)。刮环(7)环绕每个外套(32)且能够位移，同时在马达装置(5)的帮助下沿这个外套(32)滑动。刮环(7)安装在至少一个驱动组件上。该驱动组件包括支承装置(41)，支承装置(41)由连接到这些马达装置(5)的至少一个驱动臂(42)支承。每个刮环(7)的支承装置(41)具有至少一个封闭环，刮环(7)安装在封闭环的内部，支承装置(41)连同驱动臂(42)构成整体的驱动组件(42)。

Description

利用紫外线辐射使水消毒的装置的紫外线灯保护外套的清洁装置

技术领域

本发明涉及在净化和使水适合于饮用范围内消毒的水处理领域。

更精确地，本发明涉及利用紫外线辐射使水消毒。本发明适用于安装在敞开渠道中的或在密封反应器中的水消毒装置。

背景技术

在这样一种技术中，要消毒的水通过在其内部安置有一个或多个灯装置的渠道或反应器。所述灯装置发射波长在180nm和400nm之间紫外线辐射，其中这些灯装置组织成彼此平行的竖直模块，每个模块包括一个或多个系列的垂直的由石英外套保护的紫外线灯。

这些灯装置安置在渠道或反应器内，以使所有灯被浸没。每个模块由安装有支承的梁保持就位，所述支承将这些灯保持在它们的保护外套内，保护外套能透过紫外线。

在渠道的情况中，这些灯定位成使它们的纵轴线基本上平行于水流方向，以使水尽可能长地保持与消毒射线接触。因此，水消毒渠道安装有几个相继定位在渠道内的灯装置。

这种利用紫外线辐射消毒的技术已存在约二十年。随着该技术的革新，紫外线灯强度已增加，特别是由于低压紫外线灯工艺，它允许每个灯装置处理更大量的水。

然而，特别是当所处理的水是由废水构成时，变化量的沉积物形成在紫外线灯的保护外套的表面上，逐渐地阻碍了紫外线的透射。这种自然污垢出现的快慢取决于水质和在消毒装置单元上所进行的维护。

因此，现在一般做法是给紫外线水消毒装置安装保护外套清洁装置。

根据已知技术，保护外套的清洁利用下列方法之一来进行：

—机械清洁，利用自动的或手动的刮削装置沿外套来回运动；

—化学清洁；

—混合使用机械清洁和化学清洁。

本发明特别涉及利用刮削装置特别是自动刮削装置来清洁。

现在，已知的刮削方案包括利用保护外套周围的带磨擦表面的机械组件，其中机械组件与沿外套滑动的驱动装置连接。

在已知的机械组件之中，我们知道这样一些组件，其中磨擦表面是利用几个环实现的，其中至少一个环是弹性的，以作用足够的压力在外套上来刮削它。这个环系统设计成可允许在直径上有某些变化。

事实上，环的尺寸需要十分精确地与保护外套的直径相适应，以得到足够高的刮削力。

然而，保护外套的制造具有尺寸公差。尺寸公差产生这种效果，即在保护外套直径较小的情况下，对于同样直径的环，刮削力不再能充分实现所希望的清洁。

而且，当磨擦表面经受正常摩损时，刮削力减小。

当然，这不是所希望的，因为如前所述，不良的清洁对紫外线光的透射是有害的。由于在刮环和外套之间的不正确的尺寸比，刮削力是不足的，所以对整个消毒装置的整体效率有影响。

而且，沿保护外套的整个长度刮削装置的精确和灵活的导向是必需的。

事实上，这些灯彼此相互之间很少完全地对准，因此刮削装置的方位在其运动过程需要调整，因为它们的轨迹受各个灯的方位影响。

在如前面所述使用了几个环的已知的情况装置中，该装置的正确运行所必需的功能具体地分散在各个环上。

根据实施例，我们能够将这些环区分为磨料和外套直径补偿环以及外套间对准缺陷补偿环。

这些环靠一个封壳来保持，封壳将它们连接到由驱动臂保持的支承上。该支承可以是围绕环的封壳的凸缘，以夹紧所述环来沿外套驱动所述环。我们能够这样理解，该凸缘是通过与驱动臂的连接件而连接到驱动装置上的。

当然，这个臂保持与彼此呈竖直的灯同样多的支承。实际上，这个臂在两列紫外线灯之间延伸并保持两列灯的支承。

这个方案涉及许多制造和组装步骤。事实上，驱动臂需要多个组装步骤，而支承是由铸造形成的且最后必须通过焊接或更常用的螺栓连接将支承固定到驱动臂上。

而且，很平常的是，每个模块有4至18个紫外线灯，一个单元能够有10个模块之多。当然，一个紫外线辐射水消毒装置包括几个单元。

因此，我们能够理解，要用螺栓连接到驱动臂的支承的数目是十分高的。用于这些清洁装置的安装的组装时间和人工费用因此是很大的。

发明内容

本发明的一个特别目的是克服现有技术的缺点。

更精确地，本发明的目的是提供一种紫外线辐射水消毒装置，其中，紫外线灯的保护外套的清洁装置比现有技术在制造上和安装上更便宜。

本发明的另一个目的是保留现有方案的优点，并且特别地：

—提供确保基本恒定的刮削力的清洁装置，不必在意保护外套直径的变化或刮环的磨损。

—提供使外套彼此之间的定位缺陷得以补偿的清洁装置。

本发明的另一个目的是提供这样一种装置，其中清洁装置在设计和实施上是简单的。

这些目的以及在下面将变得清楚的其他目的由于本发明可以实现。本发明涉及一种紫外线辐射水消毒装置。它包括多个紫外线灯，每个灯由至少一个外套保护。外套是由对紫外线辐射透明的材料制作的并具有大约圆柱形的形状。所述装置包括用于对所述外套进行清洁的清洁装置，外套的清洁装置包括至少一个围绕每个外套的刮环，刮环能够由驱动装置沿所述外套驱动，其中所述刮环安装在至少一个驱动组件上，该驱动组件包括由至少一个驱动臂保持的支承装置，所述至少一个驱动臂连接到所述驱动装置上，每个刮环的支承装置包括至少一个密封的套筒，所述刮环安装在套筒内部，所述支承装置与所述一个或多个驱动臂构成整体的驱动组件。

这样得到一种紫外线灯外套的清洁装置，它是具有有益效果的，由于下列几个理由。

首先，由密封套筒构成的支承装置形成与刮环配合的装置，所述配合的装置是特别简单和有效的。

在下面将变得更清楚，刮环可以直接安装在套筒内，而不需要现有技术的环的封壳。

第二，刮环驱动组件制成整体件(不用组装)。因此，消除了用传统方案一件一件地组装支承所需要的很长的组装时间。

手工操作因此减少。零件的数目也减少。特别是，紧固件(螺栓)的成本被消除。

而且，因为流通的不库存的零件数目大大地减少，后勤工作大大地简化。

在该装置的制造、组装和装配的过程中，可以预见到一些显著的收益。

在一个有益的方案中，所述刮环具有允许其几何形状变化的槽。

因此，实现了沿保护外套的整个长度的连续刮削，以及恒定的或实际上恒定的刮削力，不管外套直径公差的变化如何，或不管刮削装置的摩损(由于摩擦，摩损一般地都会出现)程度如何。

因此，得到的外套的清洁质量完全等效于以前技术方案的质量。

在一个优选方案中，所述刮环具有外周边沟槽，该沟槽起所述支承装置的套筒的外壳的作用。

这样，刮环有效地被保持在驱动组件的套筒的内部。

而且，刮环被简单和有效地安装在套筒内；只需要将环夹紧就可以使刮环中的狭缝的边缘靠拢。

刮环这样变形，以致其外径允许它插进驱动组件套筒内。当刮环被释放，它呈其初始形状，以使套筒插进刮环的沟槽内。

刮环能够在仅仅几秒钟内安装好。

在一个优选方案中，每个所述刮环与趋向于使所述刮环夹紧到所述外套上的回弹装置配合。

我们这样得到简单有效的装置，该装置容易实现使刮削装置的几何形状变化，以便与保护外套断面的几何形状相适应。

在一个有利的方案中，所述回弹装置包括环形弹簧。

这种回弹装置的制造和实施是特别便宜的。

在第一个优选实施例中，所述回弹装置装在所述刮环的所述外周边的沟槽内。

所述回弹装置是容易装配的。它们有效地保持就位，特别地在这些返回装置是由环形弹簧构成的情况下，所述环形弹簧的形状特别适合于沟槽的形状。

在第二个实施例中，所述回弹装置构成所述刮环的一部分。

因此，我们这样得到这样一个零件，它在制造上比较贵但安装比较容易和快捷。

根据这些实施例中的一个或另一个，所述周边沟槽是这样定尺寸的，以致在所述支承和所述沟槽的内侧面之间存在间隙。

这样，清洁装置设计成可自动地补偿可能出现在保护外套上的方位的稍微变化。

因此，简单地靠在刮环和其支承之间的间隙就实现了这种补偿。

根据另一个有利的特征，所述周边沟槽的深度是这样定尺寸的，以致在所述套筒为一方和所述沟槽的底部和/或所述回弹装置为另一方之间存在一个环形间隙。

由于这些间隙，我们得到一个在刮环和支承之间得到两个自由度的简单装置。

优选地，所述驱动组件或多个驱动组件的每一个都包括至少两个驱动臂，在所述至少两个驱动臂之间提供多个套筒，所述多个套筒横向地至少每两个成一对地位于所述驱动臂之间。

本发明的驱动组件可以用一块简单的板材利用下面将要公开的可能是自动的技术得到。

本发明还涉及如前面所述的设计用来安装紫外线辐射水消毒装置的驱动元件。

本发明还涉及如前面所述的驱动元件的制造方法。

有利地，这种方法的所述制造步骤是利用下列技术的至少一个来实现的：

—切割；

—铸造；

—弯曲；

—冲压；

—热成形。

附图说明

在阅读下面对本发明的非限制性示例和附图所提供的优选实施例的描述之后，本发明的其他特征和优点将变得更清楚，其中：

—图1和2简要示出一种紫外线辐射水消毒装置；

—图3是刮削装置的剖视图；

—图4是刮削装置的前视图；

—图5是刮削装置的顶视图；

—图6和7分别是本发明的清洁装置的驱动组件的前视图和透视图。

具体实施方式

如前面所述，本发明的装置设计成安装紫外线辐射水消毒装置。

应当指出，这种类型的消毒装置是由彼此平行安置的几个消毒模块(在这里为6个)的结合所组成的。这种结合的消毒模块由行业中的那些技术人员习惯上称之为“单元”。

在由图1和2图示的一个特别实施例中，每个模块包括梁1。支承2固定到梁上(每个梁2个支承)，承载着两个竖直系列的构成灯3的装置(注意：“构成灯的装置”是指由紫外线灯31、它的保护外套32和其上部和下部的连接器所构成的组件，保护外套是由对紫外线辐射透明的材料制造的)。

如图1中所图示的，每个模块还包括安装在支架5上的驱动组件4。这些驱动装置4设计成可在构成灯3的装置上滑动，它们的行程相当于紫外线灯的长度。

参照图3至5，这些清洁装置包括带有磨擦表面71的环7，其设计成在沿保护外套32滑动同时刮擦保护外套。

根据这个实施例，环7是一个开口环，因为它有狭缝72。这个狭缝使刮环占据的空间能够变化。

这样，磨擦表面71的几何形状能够根据保护外套32的断面的几何形状变化。

如在图3至5中图示的，开口环7与由环形弹簧73构成的回弹装置配合，弹簧73趋向于将环7夹紧到保护外套32上。

当然，这个环形弹簧的刚度可以根据可想到的各个实施例变化。这个刚度将优选地设计成确保刮环夹紧到外套上，同时允许刮环在刮削力太强的情况中“张开”。

环形弹簧73装在位于开口环7周边边缘上的沟槽74内。

这种环形弹簧在这种情况中是一个开口金属环，但是类似地它可能是由弹性材料制作的环，或在能够想到的其他实施例中甚至是一个螺旋弹簧。

注意，在能够想到的另一个实施例中，环形弹簧73可能是开口环7的材料的一部分。

而且，刮环7安装在每个环7周围的套筒41内的驱动组件上。套筒41深入到其周边沟槽74内。这些驱动组件将在下面更详细地描述。

为了在刮环7和相应套筒41之间提供两个轴向自由度，刮环7周边沟槽的尺寸被确定以形成：

—在套筒41和沟槽74的内侧面之间的间隙J1；

—在套筒和位于周边沟槽74底部的环形弹簧73之间的间隙J2。

参照图6和7，根据这个实施例，驱动组件4包括安装在驱动支架5上的两个驱动臂42和一系列套筒41。在套筒41的内部安装有刮环7。如图所示，套筒41成对定位在臂42之间。

这种驱动组件4是通过在不锈钢板上进行一系列切割产生的(优选地利用激光切割技术)。在这种情况中，不锈钢板为2mm厚的316L不锈钢板。

注意，这个组件可以用任何其他防锈材料制造，例如在能想到的其他实施例中，采用复合材料。

在执行切割步骤之后，得到包括臂42和套筒41的整体组件。然后，将这个组件去毛刺和弯边，以使臂42沿其整个长度以直角定位(这趋向于增强驱动组件的刚度)。

在这种情况中，切割是利用激光切割装置来执行。这种装置能够获得满意的精度(可以设想一种射水切割装置)。

优选地，激光切割阶段是自动的。然后，将该部件弯边以得到两个臂42，如图7所示。因此，利用最少量的人力快速地得到驱动装置(这明显减少该部件的成本)。

一旦已经获得驱动组件，将刮环安装在套筒内。在驱动支架全部安装到支架的沿水消毒装置的紫外线灯的平移导向装置上之前，将该组件固定到驱动支架上。

如已经陈述的，刮环是通过使其变形来安装的，以致其外径能够使其插进驱动组件的套筒内。当刮环释放时，它呈初始形状以使套筒被插入刮环的沟槽中。

Claims

1.一种紫外线水消毒装置，包括多个紫外线灯(31)，每个灯由至少一个外套(32)来保护，外套(32)由对紫外线辐射透明的材料制造且具有大约圆柱形的形状，所述装置包括用于对所述外套进行清洁的清洁装置，所述清洁装置包括至少一个围绕每个外套的刮环(7)，刮环能够由驱动装置(5)沿所述外套(32)驱动，其中，所述刮环(7)安装在至少一个驱动组件上，该驱动组件包括由至少一个驱动臂(42)保持的支承装置(41)，所述至少一个驱动臂(42)连接到所述驱动装置(5)上，其特征在于，每个刮环(7)的所述支承装置(41)包括至少一个密封的套筒，所述刮环(7)安装在套筒内，所述支承装置(41)与所述一个或多个驱动臂(42)构成整体的驱动组件。

2.权利要求1的紫外线水消毒装置，其特征在于，所述刮环(7)具有允许其几何形状变化的狭缝(72)。

3.权利要求1或2的任何一个权利要求的紫外线水消毒装置，其特征在于，所述刮环(7)有具有外周边沟槽(74)，该沟槽起所述支承装置(41)的套筒的外壳的作用。

4.权利要求1至3的任何一个权利要求的紫外线水消毒装置，其特征在于，每个所述刮环(7)与回弹装置(73)配合，回弹装置(73)趋向于将所述刮环(7)夹紧到所述外套(32)上。

5.权利要求4的紫外线水消毒装置，其特征在于，所述回弹装置(73)包括环形弹簧。

6.权利要求4或5的任何一个权利要求的紫外线水消毒装置，其特征在于，所述回弹装置(73)装在所述刮环(7)的所述外周边沟槽(74)内。

7.权利要求4或5的任何一个权利要求的紫外线水消毒装置，其特征在于，所述回弹装置(73)构成所述刮环(7)的一部分。

8.权利要求3至7的任何一个权利要求的紫外线水消毒装置，其特征在于，所述周边沟槽(74)和/或所述套筒是这样定尺寸的，以致在支承(41)和所述周边沟槽(74)的内侧面之间有间隙。

9.权利要求3至7的任何一个权利要求的紫外线水消毒装置，其特征在于，所述沟槽(74)的深度是这样定尺寸的，以致在所述套筒为一方和所述沟槽(74)的底部和/或所述回弹装置(73)为另一方之间有环形间隙。

10.权利要求1至9的任何一个权利要求的紫外线水消毒装置，其特征在于，所述驱动组件或多个驱动组件的每一个都包括至少两个驱动臂(42)，在所述至少两个驱动臂(42)之间提供多个套筒，所述多个套筒至少每两个呈一对地横向地位于所述驱动臂(42)之间。

11.一种驱动元件，它设计成安装紫外线辐射水消毒装置，所述装置包括多个紫外线灯(31)，每个灯由至少一个外套(32)来保护，外套(32)由对紫外线辐射透明的材料制造且具有大约圆柱形的形状，所述装置包括用于清洁所述外套的清洁装置，所述清洁装置包括至少一个围绕每个外套(32)的刮环(7)，所述驱动元件能够通过驱动装置(5)驱动所述刮环(7)沿所述外套(32)作滑移运动，其特征在于，所述驱动元件是以整体组件的形式构成的，所述整体组件包括：

—每个所述刮环(7)的支承装置(41)，所述支承装置(41)包括至少一个密封的套筒，所述至少一个密封的套筒内部安装有所述刮环(7)；

—至少一个驱动臂(42)，它将所述支承装置连接到所述驱动装置(5)。

12.一种驱动元件的制造方法，所述驱动元件设计成安装紫外线辐射水消毒装置，所述装置包括多个紫外线灯(31)，每个灯由至少一个外套(32)来保护，外套(32)由对紫外线辐射透明的材料制造且具有大约圆柱形的形状，所述装置包括用于清洁所述外套(32)的清洁装置，所述清洁装置包括至少一个围绕每个外套(32)的刮环(7)，所述驱动元件被设计成通过驱动装置(5)驱动所述刮环(7)沿所述外套(32)作滑移运动，其特征在于，所述方法包括整体组件的至少一个制造步骤，所述整体组件包括：

—每个所述刮环(7)的支承装置(41)，所述支承装置(41)包括至少一个密封的套筒，在所述至少一个密封的套筒内部安装有所述刮环(7)；

—至少一个驱动臂(42)，它将所述支承装置连接到所述驱动装置(5)，

其中，所述制造步骤是利用下列技术中的至少一个来实现的：

—切割；

—铸造；

—弯曲；

—冲压；

—热成形。