一种双筒结构的过流式紫外LED净水装置的制作方法

本实用新型涉及水消毒净化技术领域，具体涉及一种双筒结构的过流式紫外led净水装置。

背景技术：

水净化处理技术已在全球各发达国家得到广泛应用，随着国内经济发展，工业和生活用水的有效处理已日益被关注。目前水净化处理方法主要为物理过滤和消毒。消毒方式包括氯气，溴，臭氧和紫外线，主要用于杀灭水中的微生物。紫外线消毒技术具有广谱杀菌能力，无二次污染，经过多年的发展，已经成为成熟可靠高效环保的消毒技术。当前紫外水消毒系统的紫外源以汞灯为主，但由于《水俣公约》的制定，2020年起含汞类灯具的生产和使用会受到极大限制，同时深紫外led芯片目前已开始出现。

随着紫外led技术日益成熟和过流式杀菌应用的推广，过流式紫外led杀菌系统今后将逐渐得到广泛应用，尤其在饮用水领域，但同时市场也提出了成本控制、紫外安全性、小型化和节能等要求。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的是提供了一种双筒结构的过流式紫外led净水装置。

为达到上述目的，本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种双筒结构的过流式紫外led净水装置，包括：

水路系统，其包括内胆和外壳，所述外壳套设于所述内胆外部，所述内胆由不透明材质制成，所述内胆上设有进水口，所述外壳上设有出水口；水流从进水口先进入到内胆内腔，再流经内胆与外壳之间的腔体，最后从出水口流出；

紫外led模块，其用于产生照射到所述内胆内腔的紫外光，所述外壳的一端密封安装有石英片，所述石英片将水路系统和紫外led模块隔离；

散热系统，其安装在紫外led模块底部。

本实用新型相较于现有技术，本净水装置结构简单，成本低，可靠性好，在性能和成本上实现了良好的平衡。紫外线集中照射在内胆内部，避免外壳受紫外线照射老化，有效增加净水装置寿命，提高了安全性。

进一步地，所述内胆上在进水口的一端设有挡光导流片，所述挡光导流片上设有均匀布置的过水小孔。

采用上述优选的方案，挡光导流片可以均匀分散水流，使水流得到均匀稳定地紫外杀菌，且可以防止外壳顶部受到紫外线照射而损伤。

进一步地，所述过水小孔为从挡光导流片平面上斜向下拉伸的翻边孔。

采用上述优选的方案，可以是水流斜向流下，促使水流在内胆内循环搅动，进一步提高水流受紫外线照射的均匀度，翻边孔的翻边部分在竖直向覆盖住过水小孔的进水口，有效阻止紫外线穿过过水小孔而照射到外壳顶部。

进一步地，所述内胆的中心还插设有一石英管，所述石英管的一端为进水口，所述石英管的另一端与石英片之间留有过水间隙。

采用上述优选的方案，石英管控制水流流经紫外led模块辐射中心，增强辐照计量。

进一步地，所述内胆一端外壁与所述外壳通过密封圈密封固定，水流由内胆另一端的开口流到内胆与外壳之间的腔体。

采用上述优选的方案，结构简单，方便加工和安装。

进一步地，所述内胆的两端外壁均采用密封圈与外壳密封固定，所述内胆的侧壁上开有均匀布置的多个通孔，内胆内水流经通孔流入到内胆与外壳之间的腔体。

采用上述优选的方案，减小水流流通阻力。

进一步地，所述内胆靠紫外led模块的一侧为倒锥面收口结构，所述倒锥面收口结构的开口面积大于或等于紫外led模块光出射口面积的2倍。

采用上述优选的方案，该结构可以约束水流通过紫外辐射强度最大的区域，同时确保内胆内部有足够的辐射强度，增强杀菌效果。

进一步地，所述石英片成倒t形，所述石英片的中间圆柱部向上延伸到所述内胆内腔，所述中间圆柱部与内胆的倒锥面收口结构之间留有过水间隙，所述中间圆柱部的上部为微结构雾化面，所述中间圆柱部的下部为抛光表面，所述中间圆柱部的直径为紫外led模块光出射口直径的2-6倍，所述中间圆柱部的高度为内胆高度的10％-50％。

采用上述优选的方案，石英片的底部平面具有密封隔离作用，中间圆柱部上部为微结构雾化面，下部为抛光表面，抛光表面可以以全反射形式传导紫外线，上部的微结构雾化面可以将部分紫外线从圆周面射出，将更多的紫外线导入到内胆内部，进一步提高杀菌效果。

进一步地，所述紫外led模块包括紫外led芯片和基板，所述紫外led芯片封装在基板上，所述基板贴设在所述散热系统的散热鳍片上。

进一步地，所述紫外led芯片产生的紫外光中心波长为275纳米，紫外led芯片为单颗或多颗组合。

采用上述优选的方案，能及时散发紫外led模块产生热量，提高led芯片寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一种实施方式的结构示意图；

图2是本实用新型另一种实施方式的结构示意图；

图3是本实用新型另一种实施方式的结构示意图；

图4是本实用新型另一种实施方式的结构示意图；

图5是本实用新型另一种实施方式的结构示意图；

图6是本实用新型另一种实施方式的结构示意图；

图7是本实用新型另一种实施方式的结构示意图；

图8是本实用新型另一种实施方式的结构示意图；

图9是与图8实施方式对应的光路原理示意图。

图中数字和字母所表示的相应部件的名称：

1-内胆；11-倒锥面收口结构；2-外壳；3-石英片；31-直射区；32-入射曲面；33-出射曲面；34-中间圆柱部；35-微结构雾化面；36-抛光表面；4-紫外led模块；5-出水口；6-进水口；7-密封圈；8-散热系统；9-石英管；10-挡光导流片；101-过水小孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，一种双筒结构的过流式紫外led净水装置，包括：

水路系统，其包括内胆1和外壳2，外壳2套设于内胆1外部，内胆1由不透明材质制成，1内胆上设有进水口6，外壳2上设有出水口5；水流从进水口6先进入到内胆1内腔，再流经内胆1与外壳2之间的腔体，最后从出水口5流出；

紫外led模块4，其用于产生照射到内胆1内腔的紫外光，外壳2的一端密封安装有石英片3，石英片3将水路系统和紫外led模块4隔离；

散热系统8，其安装在紫外led模块4底部。

采用上述技术方案的有益效果是：本净水装置结构简单，成本低，可靠性好，在性能和成本上实现了良好的平衡。紫外线集中照射在内胆内部，避免外壳受紫外线照射老化，有效增加净水装置寿命，提高了安全性。

在本实用新型的另一些实施方式中，内胆1采用食品级不锈钢或聚四氟乙烯材质，外壳2为食品级塑料。内胆1为圆筒或者方筒结构，内胆直径为10-50毫米，长度为20-100毫米。

如图1、5、6所示，在本实用新型的另一些实施方式中，内胆1上在进水口6的一端设有挡光导流片10，挡光导流片10上设有均匀布置的过水小孔101。采用上述技术方案的有益效果是：挡光导流片10可以均匀分散水流，使水流得到均匀稳定地紫外杀菌，且可以防止外壳顶部受到紫外线照射而损伤。

如图5、6所示，在本实用新型的另一些实施方式中，过水小孔101为从挡光导流片平面上斜向下拉伸的翻边孔。采用上述技术方案的有益效果是：可以是水流斜向流下，促使水流在内胆内循环搅动，进一步提高水流受紫外线照射的均匀度，翻边孔的翻边部分在竖直向覆盖住过水小孔的进水口，有效阻止紫外线穿过过水小孔而照射到外壳顶部。

如图2、3所示，在本实用新型的另一些实施方式中，内胆1的中心还插设有一石英管9，石英管9的一端为进水口6，石英管9的另一端与石英片3之间留有过水间隙。采用上述技术方案的有益效果是：石英管9控制水流流经紫外led模块辐射中心，增强辐照计量。

在本实用新型的另一些实施方式中，石英管内径为5-12毫米，长度为18-98毫米。

如图2所示，在本实用新型的另一些实施方式中，内胆1一端外壁与外壳2通过密封圈7密封固定，水流由内胆另一端的开口流到内胆与外壳之间的腔体。采用上述技术方案的有益效果是：结构简单，方便加工和安装。

如图3所示，在本实用新型的另一些实施方式中，内胆1的两端外壁均采用密封圈7与外壳2密封固定，内胆1的侧壁上开有均匀布置的多个通孔，内胆内水流经通孔流入到内胆与外壳之间的腔体。采用上述技术方案的有益效果是：减小水流流通阻力。

如图4所示，在本实用新型的另一些实施方式中，内胆1靠紫外led模块4的一侧为倒锥面收口结构，所述倒锥面收口结构的开口面积大于或等于紫外led模块4光出射口面积的2倍。采用上述技术方案的有益效果是：该结构可以约束水流通过紫外辐射强度最大的区域，同时确保内胆内部有足够的辐射强度，增强杀菌效果。

在本实用新型的另一些实施方式中，紫外led模块4包括紫外led芯片和基板，所述紫外led芯片封装在基板上，所述基板贴设在所述散热系统的散热鳍片上；所述紫外led芯片产生的紫外光中心波长为275纳米，紫外led芯片为单颗或多颗组合。采用上述技术方案的有益效果是：能及时散发紫外led模块产生热量，提高led芯片寿命。

如图7所示，在本实用新型的另一些实施方式中，给出了一个较佳杀菌效果的结构，内胆1倒锥面收口结构的锥角为120度，石英片3包括使主要紫外光线直射的与紫外led芯片平行设置的直射区31、处于石英片下表面中心部分的入射曲面32以及在直射区周围的出射曲面33，其中直射区31的面积等于紫外led模块的出射口面积，内胆1的锥形收口的开口面积为直射区31面积的2倍。采用上述技术方案的有益效果是：水流受倒锥面收口结构作用被约束到中心直射区接受强紫外杀菌，之后水流再顺着出射曲面33向外溢流，从紫外led模块出射的散射光线经过入射曲面和出射曲面的折射，成为主要沿着内胆倒锥面收口结构的锥面方向的均匀发散光线，对水流进行均匀紫外杀菌，增强了杀菌效果。

如图8、9所示，在本实用新型的另一些实施方式中，给出了一个成本低，杀菌效果较佳的结构，石英片3成倒t形，石英片3的中间圆柱部34向上延伸到内胆1内腔，中间圆柱部34与内胆的倒锥面收口结构11之间留有过水间隙，中间圆柱部34的上部为微结构雾化面35，中间圆柱部34的下部为抛光表面36，中间圆柱部34的直径为紫外led模块4光出射口直径的2-6倍，中间圆柱部34的高度为内胆1高度的10％-50％。采用上述技术方案的有益效果是：石英片3的底部平面具有密封隔离作用，中间圆柱部34上部为微结构雾化面，下部为抛光表面，抛光表面可以以全反射形式传导紫外线，上部的微结构雾化面可以将部分紫外线从圆周面射出，将更多的紫外线导入到内胆内部，进一步提高杀菌效果。

以下举例说明本实用新型一些实施方式的制作方法：

实施例1

1.制作圆形不锈钢内胆，内径32毫米，厚度0.5毫米，长度为55毫米，内胆的一端带环形凹槽，用于安装密封圈。

2.制作pe材质的外壳，外壳内径42毫米，外径47毫米，长度60毫米，外壳带进出水孔。制作带均匀小孔点阵的不锈钢挡光导流片，挡光导流片厚度0.5毫米，直径32毫米。

3.制作紫外led模块，其中采用单颗紫外led芯片模块，芯片光功率约100毫瓦，把紫外led模块安装到带散热鳍片的散热底座上。

4.安装：内胆外侧的一端与外壳通过密封圈固定，并在该侧安装挡光导流片。内胆的另一端面向led，可直接过水，并通过带密封圈的圆形石英片和光源部分隔离。把带紫外led模块的散热底座和外壳通过螺丝固定。

实施例2

1.制作圆形不锈钢内胆，内径32毫米，厚度0.5毫米，长度为55毫米，内胆的一端带环形凹槽，用于安装密封圈。

2.制作pe材质的外壳，外壳内径42毫米，外径47毫米，长度60毫米，外壳带进出水孔。制作带均匀小孔点阵的环状不锈钢挡光导流片，挡光导流片厚度0.5毫米，内径12毫米，外径32毫米。

3.制作石英管，内径8.5毫米，外径12毫米，长度52毫米。

4.制作紫外led模块，其中采用单颗紫外led芯片模块，芯片光功率约100毫瓦，把紫外led模块安装到带散热鳍片的散热底座上。

5.安装：内胆外侧的一端与外壳通过密封圈固定，在入水口安装石英管，并用密封圈固定，并在该侧安装挡光导流片。通过带密封圈的圆形石英片把水路系统和光源部分隔离。把带紫外led模块的散热底座和外壳通过螺丝固定。

实施例3

1.制作圆形聚四氟乙烯内胆，内径35毫米，厚度1毫米，长度为55毫米，内胆的两端面带凹槽，用于安装密封圈，内胆的一端打8个直径2毫米的小孔。

2制作pe材质的外壳，外壳内径45毫米，外径49毫米，长度60毫米，外壳带进出水孔。制作带均匀小孔点阵的环状聚四氟乙烯挡光导流片，挡光导流片厚度1毫米，内径12毫米，外径32毫米。

3.制作石英管，内径8.5毫米，外径12毫米，长度52毫米。

4.制作紫外led模块，其中采用紫外led阵列，芯片总光功率约80毫瓦，把紫外led模块安装到带散热鳍片的散热底座上。

5.安装：内胆外侧的两端均通过密封圈与外壳固定，内胆带孔的一端对着入水口，在入水口安装石英管，并用密封圈固定，并在该侧安装挡光导流片。通过带密封圈的圆形石英片把水路系统和光源部分隔离。把带紫外led模块的散热底座和外壳通过螺丝固定。

实施例4

1.制作圆形不锈钢内胆，内径32毫米，厚度0.5毫米，长度为55毫米，内胆底部带倒锥体结构，其中开口角度120度，开口处直径15毫米，内胆的一端带环形凹槽，用于安装密封圈。

2.制作pe材质的外壳，外壳内径42毫米，外径47毫米，长度60毫米，外壳带进出水孔。制作带均匀小孔点阵的不锈钢导流/挡光薄片，薄片厚度0.5毫米，直径32毫米。

3.制作紫外led模块，其中采用单颗紫外led芯片模块，芯片光功率约100毫瓦，把紫外led模块安装到带散热鳍片的散热底座上。

4.安装：内胆外侧的一端与外壳通过密封圈固定，并在该侧安装挡光导流片。内胆带倒锥体的一端面向led，可直接过水，并通过带密封圈的圆形石英片和光源部分隔离。把带紫外led模块的散热底座和外壳通过螺丝固定。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让本领域普通技术人员能够了解本实用新型的内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。