CN101113033A

CN101113033A - 用于含有气体的液体中的即时光辐射的装置

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Publication number: CN101113033A
Application number: CNA2006101039771A
Authority: CN
Inventors: 刘辉堂
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-07-28
Filing date: 2006-07-28
Publication date: 2008-01-30

Abstract

一种用于用光来即时辐射含有气体的液体的装置，所述装置可将臭氧与水混合，并即时辐射含有气体的液体且去除所述装置的保护套(优选地为石英管)上的附着物以便减少能量损失。将臭氧与水在所述装置的一气液混合器中混合，且臭氧－水混合物由所述装置的一气液分离器的导管引导并喷射出以便由受到所述保护套保护的多个UV灯辐射。所述装置的一清洗组件的刮刀机构去除所述保护套上的所述附着物。

Description

用于含有气体的液体中的即时光辐射的装置

技术领域

本发明大体上涉及一种用光(例如，UV光)来即时辐射含有气体(例如，臭氧)的液体(例如，水)的装置。特别的，所述装置具备用于去除包围灯的保护套上的附着物的清洗组件。

背景技术

水是用于许多商业目的的重要资源，例如，用于农业和游泳池以及供家庭使用。此外，随着人口增长，无不健康化学物质和微生物的清洁的水正成为更加宝贵的资源。对水进行消毒以去除化学物质和/或微生物是获取清洁的水的一种重要方式。使用紫外(UV)光作为消毒剂是众所周知且有用的，因为它使水中不留下有毒残渣。然而，常规的UV反应器的元件通常浸没在水中，且其中的矿物沉积物或泥土将附着到其元件并引起能量损失。

臭氧也具有不留下残渣的优点，且经常用来处理水。当臭氧应用于水处理时，应提供气液混合器将臭氧溶解在水中。然而，利用文氏管(Venturi Tube)的常规的气液混合器具有低气体溶解率和气体泄漏的缺点。涉及流体动态臭氧发生组件的美国专利第6,534,023号中揭示的技术已实质上克服了所述问题。

因此，使用臭氧和UV光来处理水均可产生高度净化的水。常规上，对于使用臭氧和使用UV光来处理水，需要两个分离的工艺和装置以获得高度净化的水。因此，需要提供可同时将臭氧与水混合并对其进行辐射的单一装置。还需要所述装置具备用于去除装置的元件上的附着物的清洗组件。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种可将臭氧与水混合并即时对其进行辐射的单一装置。本发明的另一目的在于提供一种可去除包围灯的保护套上的附着物以减少能量损失的清洗组件。

本发明的一个优选实施例涉及一种用于用光来即时辐射含有气体的液体的装置。所述装置主要含有气液混合器、气液分离器、多个灯，和清洗组件。气液混合器含有：液体进口，通过其引入液体；气体进口，通过其吸入气体并将气体与液体混合从而气体的至少一部分溶解在液体中以产生气液混合物；和气液出口，气液混合物通过其流出。气液混合器的详细结构基于美国专利第6,534,023号。气液分离器含有：导管，其提供在气液分离器内部，其下端连接到气液混合器的气液出口，且其上端延伸到气液分离器的顶部附近，其中上端的顶部密封且多个孔安置在上端的顶部附近；出口，其安置在气液分离器的底部附近；和气体释放阀，其安置在气液分离器的顶部附近。美国专利申请公开案US 2006/0037899中已揭示适用于本发明的类似的气液分离器，且用参考标号30表示。多个灯分别同轴地安置在可使光透射的保护套内部。保护套安置在气液分离器内部，放置在导管周围且大体上与导管平行，并固定在气液分离器的底部。清洗组件用来去除保护套上的附着物，且含有至少一个握持件和用于驱动至少一个握持件沿着保护套轴向移动的构件。握持件具有复数个通孔和一个中心孔，所述中心孔允许气液分离器的导管穿过。复数个通孔的每一者中均具有用于刮除保护套的每一者上的附着物的刮刀机构。保护套的每一者都穿过刮刀机构。在操作中，气液混合物连同未溶解的气体从气液混合器的气液出口排入到气液分离器的导管中，且通过导管上端的多个孔对着气液分离器的内壁喷射气液混合物，在导管中未溶解的气体与气液混合物分离并留在气液分离器的顶部附近且产生局部气体压力，气液分离器的气体释放阀可调节所述局部气体压力，同时气液混合物向下流动且由多个灯辐射，并接着从气液分离器的出口流出。

本发明的另一优选实施例涉及一种刮刀机构，其与如上述实施例的用于用光来即时辐射含有气体的液体的装置组合，且主要含有一个大体上呈中空圆柱形的外壳、一个环形挡止器(stopper)和至少一个环形刮刀。在外壳的底部中形成内凸缘。挡止器固定在外壳中并与外壳的顶部齐平。挡止器和外壳的内凸缘界定腔室。刮刀具有逐渐变细的内边缘，安置在腔室中并可在腔室中移动，且其内径小于挡止器和内凸缘的内径。

附图说明

参看附图，从对本发明的优选实施例的以下描述中将更加了解本发明的上述目的和优点，附图中：

图1a是根据本发明的优选实施例的正视图，其中向下驱动清洗组件的握持件；

图1b是根据本发明的优选实施例的正视图，其中向上驱动清洗组件的握持件；

图1c是用于驱动握持件使其沿着保护套轴向移动的构件的放大图；

图2a是展示多个灯同轴地安置在保护套内部并大体上与导管平行的示意透视图；

图2b是清洗组件的握持件的示意透视图；

图3是气液分离器的示意图；

图4a是刮刀机构的横截面图；

图4b是刮刀机构的分解图；

图5a是展示刮刀机构的刮刀与向左倾斜的保护套密合的横截面图；且

图5b是展示刮刀机构的刮刀与向右倾斜的保护套密合的横截面图。

具体实施方式

参看图1a、图1b、图1c、图2a、图2b和图3，本发明的优选实施例是一种用于用光来即时辐射含有气体的液体的装置，其中气体为臭氧，液体为水且光为UV光。所述装置主要含有气液混合器10、气液分离器20、多个UV灯30、清洗组件50和驱动泵90。

气液混合器10大体上为管的形状，其含有：位於其末端处的液体进口12，通过液体进口12引入液体；其侧面处的气体进口14，通过气体进口14吸入臭氧并将臭氧与水混合从而臭氧的至少一部分溶解在水中以产生臭氧-水混合物；和其另一末端处的气液出口16，臭氧-水混合物通过气液出口16流出。驱动泵90是连接到气液混合器10的液体进口12的市售泵，藉此将水抽吸到气液混合器10中。气液分离器20大体上为中空圆柱的形状，其含有：导管22，导管22提供在气液分离器20内部，其下端222连接到气液混合器10的气液出口16，且其上端224延伸到气液分离器20的顶部21附近，其中上端224的顶部224a密封且多个孔224b安置在上端224的顶部224a附近。出口24安置在气液分离器20的底部23附近，且气体释放阀26安置在气液分离器20的顶部21附近。液位监控器100附着到气液分离器20并与气液分离器20连接以便监控其中的臭氧-水混合物的液位，且出口管110与气液分离器20的出口24连接。气液分离器20的壳由不锈钢制成。气液分离器20的底部23上含有多个插脚232。

参看图2a，复数个保护套40安置在气液分离器20内部，且放置在导管22周围并大体上与导管22平行。多个UV灯30分别同轴地安置在可使UV光透射的保护套40内部。保护套40以采石英管的形式为佳，因其耐高温。保护套40的一个末端啮合到气液分离器20的底部23上的多个插脚232并用多个插脚232固定，且另一末端连接到气液分离器20的顶部21。在操作中，如图3所示，气液混合物(由实心箭头线表示)连同未溶解的气体从气液混合器10的气液出口16排入到气液分离器20的导管22中，且通过上端224的多个孔224b对着气液分离器20的内壁11喷射气液混合物，其中未溶解的臭氧(由虚线箭头线表示)与臭氧-水混合物分离并留在气液分离器20的顶部21附近且产生局部气体压力，气液分离器20的气体释放阀26可调节所述局部气体压力，同时臭氧-水混合物向下流动且由多个UV灯30辐射，并接着从气液分离器20的出口24流出进入出口管110。除了有助于将臭氧溶解在水中，气液分离器20的出口24处的局部压力还有助于臭氧-水混合物流出出口24。然而，在操作过程中，存在于臭氧-水混合物中的附着物附着到气液分离器20的保护套40并引起能量损失。

清洗组件50用来去除气液分离器20的保护套40上的附着物，且含有两个握持件60，和用于驱动两个握持件60沿着气液分离器20的保护套40轴向移动的构件80。两个握持件60的每一者具有复数个通孔62和中心孔64，中心孔64允许气液分离器20的导管22穿过。复数个通孔62的每一者中均具有用于刮除保护套40的每一者上的附着物的刮刀机构70(参看图2b)。保护套40的每一者穿过刮刀机构70。

参看图1c，用于驱动两个握持件60的构件80主要含有框85、驱动马达84、板86和三个杆88。框85通过螺栓而固定在气液分离器20的顶部21上，且具有其周围处的复数个柱81和可转动地安置在大体上其中心的蜗杆轴82。驱动马达84安置在框85上用于驱动蜗杆轴82转动。板86安置在复数个柱81之间，且具有可与蜗杆轴82的螺纹啮合的中心孔862。板86可滑动地固定到复数个柱81以防止板86转动。三个杆88通过上端882分别被固定到板86，所述三个杆88可滑动地穿过气液分离器20的顶部21，且固定到两个握持件60(参看图2a)。在操作中，如图1a所示，当驱动马达84驱动蜗杆轴82在一个方向上(例如，顺时针)转动时，板86沿着蜗杆轴82向下移动。由于三个杆88固定到板86且两个握持件60固定到三个杆88，所以两个握持件60与板86同时移动。如图1b所示，当驱动马达84驱动蜗杆轴82在另一方向上(例如，逆时针)转动时，板86连同两个握持件60一起向上移动。因此，如图2a所示，两个握持件60中的刮刀机构70沿着保护套40向下和向上移动，去除保护套40上的附着物(例如，矿物沉积物)。

参看图4a和图4b，刮刀机构70主要含有大体上呈中空圆柱形的外壳72、由金属制成的环形挡止器74、第一环形刮刀76和第二环形刮刀78。外壳72的底部中形成内凸缘722。挡止器74固定在外壳72中并与外壳72的顶部726齐平。挡止器74在其边缘处形成对应于外壳72中的通孔721的螺纹孔741，藉此螺钉79穿过通孔721且通过拧挤而与螺纹孔741连接。挡止器74和外壳72的内凸缘722界定腔室728。第二环形刮刀78安置在第一环形刮刀76下方。第一环形刮刀76的内边缘761从其下边缘762向其上边缘763逐渐变细，且第二环形刮刀78的内边缘781从其上边缘782向其下边缘783逐渐变细。刮刀76、78的内径和保护套40的每一者的外径小于挡止器74和外壳72的内凸缘722的内径。刮刀76、78和外壳72优选地由特氟纶制成。第一环形刮刀76和第二环形刮刀78可在腔室728中相对于彼此移动。双刮刀76、78的设计可更加有效地去除保护套40上的附着物。

参看图5a和图5b，刮刀机构70的设计可防护保护套40免于由于保护套40的稍许倾斜(保护套40的轴49不与刮刀机构70的轴75重叠)而引起的破坏。当保护套40的每一者穿过刮刀机构70时，刮刀76、78的逐渐变细的内边缘761、768与保护套40的外边缘41密合。因为保护套40的每一者的外径小于挡止器74和外壳72的内凸缘722的内径，所以保护套40与外壳72的内凸缘722之间以及保护套40与挡止器74之间存在间隙，藉此与固定的挡止器74联合的外壳70可相对于所述保护套40的外边缘41移动，同时刮刀76、78仍紧紧地接触所述保护套40的外边缘41。另外，刮刀76、78将根据保护套40的倾斜方位来调节其在腔室728中的位置。藉此，刮刀机构70将不会过份压迫保护套40的外边缘41并由于保护套40的稍许倾斜而导致保护套40裂开。

因此，根据本发明的优选实施例的装置有效地将臭氧溶解在水中，并用UV光来辐射臭氧-水混合物以便对水进行消毒。此外，受到辐射的水产生氢氧离子，氢氧离子对于水的消毒也是有用的。

在不脱离本发明的精神和本质的情况下，本发明还可以其它特定模式实施。因此，上述优选实施例应视为说明性的，而不具有限定性。符合权利要求书和等效物的含义和范围的所有变化应在本发明所主张的范围内。

Claims

1.一种用于在含有气体的液体中即时光辐射的装置，其包括：

一气液混合器，其包括：

一液体进口，通过其引入一液体；

一气体进口，通过其吸入一气体并将所述气体与所述液体混合从而所述气体的至少一部分溶解在所述液体中以产生一气液混合物；和

一气液出口，所述气液混合物通过其流出；

一气液分离器，其包括：

一导管，其被提供在所述气液分离器内部，其一下端连接到所述气液混合器的所述气液出口，且其一上端延伸到所述气液分离器的一顶部附近，所述上端的一顶部密封且多个孔形成在所述上端的所述顶部附近；

一出口，其安置在所述气液分离器的一底部附近；和

一气体释放阀，其安置在所述气液分离器的所述顶部附近；

多个灯，其分别同轴地安置在可使光透射的保护套内部，所述保护套安置在所述气液分离器内部，放置在所述导管周围且大体上与所述导管平行，并固定在所述气液分离器的所述底部；和

一清洗组件，其用来去除所述保护套上的附着物，且所述清洗组件包括：

至少一个握持件，其具有复数个通孔和一中心孔，所述中心孔允许所述气液分离器的所述导管穿过，所述复数个通孔的每一者中均具有一用于刮除所述保护套的每一者上的所述附着物的刮刀机构，所述保护套的每一者穿过所述刮刀机构；

和

用于驱动所述至少一个握持件沿着所述保护套轴向移动的构件；

其中，所述气液混合物连同一未溶解的气体从所述气液混合器的所述气液出口排入到所述气液分离器的所述导管中，且通过所述导管的所述上端的所述多个孔对着所述气液分离器的一内壁喷射所述气液混合物，在所述导管中所述未溶解的气体与所述气液混合物分离并留在所述气液分离器的所述顶部附近且产生一局部气体压力，通过所述气液分离器的所述气体释放阀可调节所述局部气体压力，同时所述气液混合物向下流动且由所述多个灯辐射，并接着从所述气液分离器的所述出口流出。

2.根据权利要求1所述的装置，其中可使光透射的所述保护套为石英管，所述光为UV光，且所述气液分离器的所述多个灯为多个UV灯。

3.根据权利要求1所述的装置，其中用于驱动所述至少一个握持件的所述构件包括：

一框，其固定在所述气液分离器的顶部上，且包括复数个柱和一可转动地大体上安置在其中心的蜗杆轴；

一驱动马达，其安置在所述框上用于驱动所述蜗杆轴转动；

一板，其安置在所述复数个柱之間，且具有一可与所述蜗杆轴的螺纹啮合的中心孔，所述板可滑动地固定到所述复数个柱以防止所述板转动；

复数个杆，通过其上端分别固定到所述板，所述复数个杆可滑动地穿过所述气液分离器的所述顶部，且固定到所述至少一个握持件；

藉此当所述驱动马达驱动所述蜗杆轴转动时，所述板沿着所述蜗杆轴轴向移动，且所述复数个杆驱动所述至少一个握持件。

4.根据权利要求2所述的装置，其中所述至少一个握持件的所述刮刀机构包括：

一大体上呈中空圆柱形的外壳，在其一底部中形成一内凸缘；

一环形挡止器，其固定在所述外壳中并与所述外壳的一顶部齐平，所述挡止器和所述外壳的所述内凸缘界定一腔室；和

至少一个环形刮刀，其具有一逐渐变细的内边缘，所述环形刮刀安置在所述腔室中并可在所述腔室中移动，且其一内径小于所述挡止器和所述内凸缘的内径；

其中当所述保护套的每一者穿过所述刮刀机构时，所述刮刀的所述逐渐变细的内边缘与所述保护套的一外边缘密合。

5.根据权利要求2所述的装置，其中所述气体为臭氧，且所述液体为水。

6.根据权利要求5所述的装置，其进一步包括一驱动泵，所述驱动泵连接到所述气液混合器的所述液体进口，藉此将所述水抽吸到所述气液混合器中。

7.根据权利要求6所述的装置，其进一步包括一液位监控器，所述液位监控器附着到所述气液分离器并与所述气液分离器连通以便监控其中的所述气液混合物的一液位。

8.根据权利要求7所述的装置，其进一步包括一出口管，所述出口管与所述气液分离器的所述出口连接。

9.根据权利要求8所述的装置，其中所述气液分离器的所述底部上包括多个插脚，所述多个插脚啮合到所述保护套并固定在所述保护套上。

10.根据权利要求4所述的装置，其中所述至少一个环形刮刀包括一第一环形刮刀和一安置在所述第一环形刮刀下方的第二环形刮刀，所述第一环形刮刀的一内边缘从其一下边缘向其一上边缘逐渐变细，且所述第二环形刮刀的一内边缘从其一上边缘向其一下边缘逐渐变细，所述第一环形刮刀和所述第二环形刮刀可在所述腔室中相对于彼此移动。

11.根据权利要求10所述的装置，其中所述挡止器通过至少一个螺钉而固定在所述外壳中。

12.根据权利要求11所述的装置，其中所述第一环形刮刀、所述第二环形刮刀和所述外壳由特氟纶制成。

13.一种刮刀机构，其包括：

至少一个环形刮刀，其具有一逐渐变细的内边缘，所述环形刮刀安置在所述腔室中并可在所述腔室中移动，且其一内径小于所述挡止器和所述内凸缘的内径。

14.根据权利要求13所述的装置，其中所述至少一个环形刮刀包括一第一环形刮刀和一安置在所述第一环形刮刀下方的第二环形刮刀，所述第一环形刮刀的一内边缘从其一下边缘向其一上边缘逐渐变细，且所述第二环形刮刀的一内边缘从其一上边缘向其一下边缘逐渐变细，所述第一环形刮刀和所述第二环形刮刀可在所述腔室中相对于彼此移动。

15.根据权利要求14所述的装置，其中所述挡止器通过至少一个螺钉而固定在所述外壳中。

16.根据权利要求15所述的装置，其中所述第一环形刮刀、所述第二环形刮刀和所述外壳由特氟纶制成。