液体处理系统的制作方法

本发明涉及一种液体处理系统，其包括至少一个紫外（uv）光处理灯并且包括至少一个清洁器具。

背景技术：

现有许多使用uv光源用于处理液体的应用。瑞典的walleniuswaterab已经开发并正在销售液体处理装备，该液体处理装备包括具有入口和出口的细长管状处理室。在处理室中，布置有至少一个总体管状的保护性uv透明套管（例如，由熔融石英制成），并且在套管内侧布置有uv光源，诸如能够产生在uv波段的波长的灯。

由申请人开发的另一类型的处理反应器也包括处理室，其具有相对布置的入口和出口，其中uv光源布置在细长套管（例如，熔融石英套管）中。这些套管布置为与通过处理室的待处理液体流垂直。

以上所述的处理单元非常好地用于处理所有类型的液体（例如，水），其中所描述的后一处理单元特别适用于处理船舶中的压载水。除被处理单元杀灭的生物体外，被处理的液体经常包括颗粒和其他固体物质。这些颗粒，以及来自被杀灭的生物体的其他残余物，具有粘附到处理单元的内部表面上的倾向。这些聚集在表面上的颗粒和其他残余物统称为污垢。

uv光处理（更具体地说uv光与热的结合）有时会引起化学反应，导致内部表面上的沉积。导致的这些沉积统称为结垢。

通常，结垢比从污垢更难以从表面上去除。

这意味着为了使处理装置具有最佳效率，必须定期清洁内部。根据现有技术中的一种解决方案，通过将清洁液体注入处理室来进行清洁，其中清洁液体被开发用于去除表面上的污垢或结垢。然而，即使清洁液体有效地用于去除处理室表面上的污垢/结垢及类似沉积物，这仍需要在一段时间内关闭处理单元，由此因而不能进行液体处理。

根据其他建议，各种形式的擦拭器机构已经被设计出以从表面去除污垢/结垢。所有这种形式的擦拭器机构都作用为从套管的外部表面“擦去”层。这种擦拭器机构经常需要在容纳uv灯的套管的外侧表面和容纳套管的周围管子之间的大的环状空间，以便为擦拭器机构提供空间。处理系统依赖于液体的透光率，以便允许uv光子穿过套管和壳体之间的环状区域抵达液体中的污染物。

现将在下文中简要讨论本技术领域内的一些专利和专利申请。

ep1371611涉及一种流体处理设备。其提供了包括多个清洁头的清洁组件。该清洁头每个均包括多个二氧化钛制成的部分，这些二氧化钛部分被偏置抵靠相应uv灯的表面。

us5227140涉及一种模块化自清洁氧化室，其包括穿梭刮具，该穿梭刮具包含环状擦拭器，该环状擦拭器同时清洁周围管状模块的内侧表面以及被包围的石英管的外侧表面。擦拭器由液体驱动，并且具有环状盘的形式并且由氟橡胶构成。

ep1714944涉及一种流体消毒设备，其多少类似于ep1371611的设备。清洁材料可以是织物或金属（例如，涂覆有二氧化钛的金属丝网），并且清洁材料可偏置为与紫外光源接触。

us7159264公开了一种用于清洁管状构件的刮具。该刮具包括适应于与管状构件的外部表面相接触的多个连在一起的弹力段。弹力构件由弹力丝构成。当刮具相对于管状构件轴向移动时，实现了管状构件的清洁效果。

usre39522涉及一种紫外线照射装备，其具有安装在透光管上的刮具环。刮具环限定了将与管的外表面相接触的清洁溶液室。刮具可以由非弹性材料制成，诸如teflon®和不锈钢。清洁的频率根据结垢的量确定，并且示例为每天两到三次。

us5937266涉及一种装配有清洁机构的光照射装置。该机构包括适应于沿透光管的外侧表面滑动的刮具。用于刮具的材料可以是橡胶或teflon®，或者是清洁布。

ep0785907涉及一种包含擦拭器仓的穿梭刮具，其构造用于清洁石英管的外侧表面。该仓可填充有清洗器材料，该清洗器材料可包括不锈钢车削物或不锈钢棉。当穿梭刮具位于停放位置时，擦拭器仓被保护免于uv辐射和uv灯的热量，这也有助于延长擦拭器仓的寿命。

上述现有技术文件公开了各种uv光处理设备，其包括设置有各种材料的机械清洁构件，用于从uv灯表面去除污垢/结垢。

尽管在上述现有技术中提出了各种解决方案，但是仍然存在一些缺点，特别是关于从包围uv灯的uv透明套管的外表面去除较硬的材料，即，结垢。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种改进的液体处理系统，该液体处理系统设置有能够有效地从套管的外表面去除较硬材料的器具。

这在根据权利要求1所述的液体处理系统中得以实现。

在本发明的一个方面，提供了一种液体处理系统，其包括：

-至少一个紫外（uv）光处理灯，其布置在沿中心纵向轴线a设置的细长保护性uv透明套管内，所述套管具有外表面和基本圆形的截面形状；以及

-细长反应器，其构造成接收所述套管，由此，用于接收待处理液体的细长液体处理室设置在反应器的内表面和套管的外表面之间；其中所述液体处理系统还包括

-包括至少一个清洁装置的至少一个清洁器具，其中所述清洁器具构造成朝向套管的外表面压缩所述清洁装置并且在套管表面上转移清洁装置用于清洁套管的外表面，其中该至少一个清洁装置包括至少一个金属编织件。

由此可以实现套管表面的有效清洁。金属编织件的特征，诸如其形状、弹性以及研磨性的金属表面，将提供良好的清洁性能。

在本发明的一个实施例中，金属编织件是由金属材料编织、针织或纺织而成的管状的、中空的圆柱。合适地，金属编织件是研磨性的，并且在一个实施例中金属材料是耐uv光并耐腐蚀的。在本发明的一个实施例中，金属材料是不锈钢、蒙乃尔合金或钛。

在本发明的一个实施例中，金属编织件包括弹性内管。

在本发明的一个实施例中，至少一个清洁装置是细长清洁装置，其与套管并排设置在液体处理室之内，并且沿着细长套管的长度的至少一部分；并且其中清洁装置由清洁器具朝向套管的外表面压缩，其中清洁器具是反应器的一部分，并且其中套管和反应器中的至少一个构造成围绕纵向轴线a旋转，使得该至少一个清洁装置将在套管的基本整个圆周上接触并清洁套管的外表面。

在本发明的一个实施例中，反应器具有部分圆形的截面形状，该截面形状的至少一个部分具有延伸的半径，至少一个清洁装置设置于该处，并且其中所述至少一个清洁装置由反应器朝向套管的外表面压缩。

在本发明的一个实施例中，至少一个清洁器具包括至少一个清洁单元，该清洁单元构造成由驱动布置移动，驱动布置构建为在所述处理室中沿所述套管驱动清洁单元，清洁单元构造成用于保持清洁装置的金属编织件使得金属编织件被朝向套管的外表面压缩。在本发明的一个实施例中，清洁装置围绕套管至少一圈，并且该清洁装置被清洁单元弹力地偏置到套管的所述外表面。在本发明的一个实施例中，清洁单元具有管状体的总体形状，该管状体具有适应于所述套管的外直径的内圆形截面形状，并且其中所述清洁单元具有仅在套管的长度的一部分上延伸的长度。

附图说明

图1a示出了根据本发明的一个实施例的清洁装置。

图1b示出了根据本发明的另一实施例的清洁装置。

图2a-2c示意性地示出了根据本发明的液体处理系统的三个不同实施例的横向截面。

图3是根据本发明的一个实施例的液体处理系统的纵向截面。

图4是根据本发明的一个实施例的液体处理系统的局部剖视侧视图。

图5是图4中所示的相同液体处理系统的局部剖视侧视图，但示出了液体处理系统的相对端。

图6a-6b示意性地示出了可用在根据本发明的一个实施例的液体处理系统中的清洁器具的三个不同视图。

图7a-7b示意性地示出了可用在根据本发明的一个实施例的液体处理系统中的清洁器具的两个不同视图。

图8示意性地示出了根据本发明的一个实施例的液体处理系统，其中可以使用如图6和图7所示的清洁器具。

具体实施方式

本发明涉及液体处理系统。图2-8示出了根据本发明的液体处理系统2、2’、102、202、302的不同实施例。一些细节在所有实施例中是相同或相似的，并且这些细节将被给及相同或相似的附图标记。在以下描述中，参考所有附图1-8。根据本发明的液体处理系统包括至少一个紫外（uv）光处理灯6，其布置在沿中心纵向轴线a设置的细长保护性uv透明套管8、8’内。所述套管8、8’具有外表面10、10’以及基本圆形的截面形状。液体处理系统2、2’、102、202、302还包括构造成接收所述套管8、8’的细长反应器12、12’、12”。由此用于接收待处理液体的细长液体处理室4、4’被设置在反应器12、12’、12”的内表面14、14’和套管8、8’的外表面10、10’之间。

根据本发明，液体处理系统还包括至少一个清洁器具17、17’、77、87，其包括至少一个清洁装置16、16’、79、89，其中所述清洁器具17、77、87被构造成朝向套管8、8’的外表面10、10’压缩所述清洁装置16、16’、79、89，并在套管表面之上转移清洁装置16、16’、79、89用于清洁套管8、8’的外表面10、10’，其中该至少一个清洁装置16、16’、79、89包括至少一个金属编织件。在本专利申请和权利要求书中，术语“金属编织件”旨在覆盖由金属材料（诸如，例如，不锈钢、蒙乃尔合金或钛）编织、针织或纺织而成的管状结构。可选地，金属编织件可包括内弹性管。参考图1a和图1b在下文中进一步描述该金属编织件。

图1a示出了这种金属编织件的一个实施例，其可被用在图2-8中所示的实施例中的任何一个中的清洁装置16、16’、79、89中。金属编织件为由金属材料编织、针织或纺织的中空的圆柱、管。此外，金属编织件是研磨性的，并且金属材料适当地耐uv光并耐腐蚀。可被用于金属编织件的金属材料的一个示例是不锈钢。其他示例为蒙乃尔合金和钛。在本发明的一个实施例中，金属编织件其自身具有弹性。在本发明的一个实施例中，金属编织件具有基本圆形的截面。截面的直径可以是多样的，但在本发明的一个实施例中，其直径在5-30mm之内。

待在根据本发明的系统中使用的清洁装置16、79、89的另一个示例示出在图1b中。在该实施例中，弹性管设置在金属编织件内侧。弹性内管为清洁装置16、79、89提供弹性，这对清洁效率是重要的。此外，通过设置内管可避免液体流动通过清洁装置。液体流动通过金属编织件降低了反应器的性能。图2a和2b中所示的系统都示出为具有清洁装置16，如图1b中所示的那一个，该清洁装置16包括内侧具有弹性管的金属编织件。然而，如结合图1a描述的没有内管的金属编织件可用于在本专利申请中描述的所有的实施例中，其可与另一弹性部件一起使用。

根据本发明的一些实施例，如图2-5所示，所述清洁装置16、16’是细长清洁装置16、16’，其与套管8、8’并排设置在液体处理室4、4’之内，并且沿着细长套管8、8’的长度的至少一部分。在本发明的一个实施例中，一个单个的细长清洁装置16、16’沿套管8、8’的基本上整个长度设置。然而，在本发明的另一个实施例中，设置有两个清洁装置16、16’，一个用于细长套管8、8’的长度的一部分，而另一个用于细长套管的长度的其余部分，由此两个清洁装置16、16’在直径方向彼此相对地设置在反应器12、12’、12”之内，在套管8、8’的每侧各一个。这示出在图3中，并且设置两个清洁装置16、16’而不是一个，以及二者在直径方向彼此相对的一个原因是因为由此套管上的应力将减小。要么两个清洁装置16、16’中的每一个可沿着套管的整个长度设置，但是在直径方向彼此相对；或者，替代地，如上文描述的，一个清洁装置16、16’可设置为用于套管的一部分并且另一个用于套管的其余部分。

此外，根据图2-5所示的本发明的实施例，所述至少一个清洁装置被反应器12、12’、12”朝向套管8、8’的外表面10、10’压缩。这最佳示出在图2a-2c中。在该实施例中，套管和反应器中的至少一个构造成围绕纵向轴线a旋转。或者套管8、8’被旋转，或者细长反应器12、12’、12”被旋转；并且其能够围绕纵向轴线a或者沿一个方向旋转，或者来回旋转，使得所述至少一个清洁装置16、16’将在套管8、8’的整个圆周上接触并清洁套管8、8’的外表面10、10’。

在一些实施例中，清洁装置16、16’需要以某些合适的方式（未示出）固定到反应器12、12’、12”。例如，清洁装置16、16’可在液体处理系统的一端或两端夹持到反应器12、12’、12”壁。将清洁装置固定到反应器的其他方法可以是沿清洁装置16、16’的长度在一个或更多个位置处进行胶粘或螺钉连接。

图2a示出了根据本发明的一个实施例的液体处理系统2'，其中反应器12”是圆柱状的并且以轴线a为中心。清洁装置16被反应器12”朝向套管外表面10压缩。在该实施例中，清洁装置16需要以上文所述的合适的方式稳固到反应器12”。由此，当或者套管8或者反应器12”旋转时，清洁装置16将在套管外表面10上转移，并且套管外表面将被清洁装置16清洁。

当处理非不透明流体时，反应器内壁14和套管外表面10之间距离的不是关键的并且不必需保持为小的。在图2a中所示的实施例中，该距离可以更大。如果反应器内壁和套管外壁之间的距离大于未压缩的清洁装置16直径，则清洁装置保持件可设置为连接到反应器12”的内壁14，该清洁装置保持件构造成将细长清洁装置16保持为沿着套管8并朝向套管外表面10。由此，当或者反应器12”或者套管8围绕纵向轴线a旋转时，清洁装置16将在套管外表面上转移。

在套管的外表面10、10’和反应器的内表面14、14’之间保持小的距离，这在处理不透明液体时是有益的。为了保持该距离为小的并仍为清洁装置提供足够的空间，在图2b所示的实施例中和在图2c所示的实施例中的反应器12、12’具有部分圆形的截面形状，其至少一个部分具有延伸的半径，至少一个清洁装置16、16’设置于其中。

描述图2b和图2c的实施例中的反应器的设计和位置，当忽略具有延伸的半径的所述至少一个部分时，可以说反应器12、12’与套管10、10’是同心的；即，反应器的不具有延伸的半径的一个或多个部分所具有的截面形状是圆的一部分，该圆以中心纵向轴线a为中心。

在本发明的一些实施方案中（如在图2b和图2c中最佳所示），反应器12、12’就每个清洁装置16、16’包括第一部分18、18’和第二部分20、20’，该第一部分18、18’具有的截面形状基本上是以纵向轴线a为中心的圆的一部分，该第二部分20、20’连接到第一部分18、18’并且被构造成用于保持清洁装置16、16’。第一部分18、18’的内表面14a、14a’和第二部分20、20’的内表面14b、14b’一起围绕套管8、8’的外表面10、10’。相较于第一部分18、18’的内表面14a、14a’，第二部分20、20’的内表面14b、14b’设置在距离套管8、8’的外表面10、10’更远的距离处。由此，第二部分20、20’是反应器12、12’的如上所述具有延伸的半径的部分。第二部分20、20’与清洁装置16、16’组合还可被称为清洁器具17、17’。如果设置有两个清洁装置16、16’，一个用于套管长度的一部分并且另一个用于套管长度的另一部分（如图3中所示），将为每个清洁装置16、16’分开设置一个第一部分18、18’和一个第二部分20、20’。另一方面，如果设置两个清洁装置16、16’，其每个均用于套管的整个长度但彼此相对，反应器12、12’、12”则必须设计为与图2b和图2c中所示的略有不同。可设置两个第二部分20、20’用于容纳两个清洁装置。

当处理不透明液体时，套管8、8’的外表面10、10’和反应器12、12’、12”的内表面14、14’之间的距离可以适当地保持为小的，以便允许uv光抵达尽可能多的经过液体处理系统的液体体积。在反应器12、12’不具有延伸的半径的那些部分处，即，如在图2b和2c所示的本发明的实施例中，在套管外表面10、10’和反应器12、12’的第一部分18、18’之间的该距离的平均值可以是例如在1mm到10mm之间。由于在用熔融石英（也称为熔融二氧化硅）制造套管时的公差问题，距离通常会变化。由于反应器12、12’的延伸的半径（此处设置有清洁装置16、16’），可以在执行套管外表面的清洁的同时仍保持薄的处理室4，即，如上文所述的在套管外表面和反应器内表面之间的小的距离。

图2b示意性地示出了根据本发明的一个实施例的液体处理系统2的横向截面。绝大多数部件已经在上文中说明。在该实施例中，包括内管的中空圆柱状金属编织件用作清洁装置16。反应器12包括第一部分18，该第一部分18所具有的截面是以纵向轴线a为中心的圆的一部分，套管8也以相同的纵向轴线a为中心。反应器12还包括第二部分20，该第二部分20连接到第一部分18，使得第一部分18的内壁14a和第二部分20的内壁14b一起围绕套管8。与第一部分18的内壁14a相比，第二部分20的内壁14b设置在距套管8更远的距离处。此外，清洁装置16设置在第二部分20和套管8之间。清洁装置16被第二部分20的内壁朝向套管8压缩。也可以说，与反应器12的其他部分相比，第二部分20具有延伸的半径。在该实施例中，可以看到第二部分20被两个固定件31（诸如螺钉）连接到第一部分18。在另外的实施例中，第二部分20可要么通过其他方式（诸如夹持、焊接、或胶粘）连接到第一部分18；要么替代地，第二部分20和第一部分18可模制在一起或作为一个部件挤出。

图2c示意性地示出了在根据本发明的另一实施例的液体处理系统的横向截面中的一些细节。这里未示出uv灯6。反应器12’围绕套管8’设置。反应器12’包括第一部分18’和第二部分20’。相较于反应器12’的第一部分18’的内壁14a’，第二部分20’的内壁14b’设置在距套管外表面10’更远的距离处。此外，在该实施例中，容纳在第二部分20’之内的细长清洁装置16’不是中空圆柱，而是包括设置为最靠近套管8’的外表面10’的由研磨性的材料制成的细长清洁部件16a’，以及设置为最靠近反应器12’的内表面14’的细长弹性部件16b’。清洁部件16a’可以是金属编织件或钢棉，而弹性部件16b’可以是弹簧、泡沫橡胶、硅橡胶或柔性管。

在本发明的另一实施例中，细长清洁装置16、16’包括细长弹性部件，其既是弹性的又是研磨性的，诸如如上文所述的弹性金属编织件。

图4-5示出了根据本发明的一个实施例的液体处理系统202的部分截面的第一端41和第二端43。该液体处理系统201包括如图2b所示的沿套管的细长清洁装置。可以看到反应器12包围套管8。在该实施例中，外室45设置为包围反应器12。可通过设置在外室45中的液体入口47将液体提供到系统中。反应器12包括开口49，由此使得从液体入口47进入系统的液体能够被转移到设置在反应器12和套管8之间的处理室4中。在该实施例中，可以看到反应器12连接到用于旋转反应器的驱动机构51。然而，在另一实施例中，替代地可使套管旋转。出口53设置在系统202的第二端43处。

在本发明的一些实施例中，液体处理系统202还包括表面支承布置55，其构造成保持套管8与反应器12轴向地和径向地对齐，并允许套管8和反应器12中的至少一个围绕纵向轴线a旋转。此类表面支承布置能够以不同方式设计。支承可设置在系统中的不同位置处，以用于将套管和反应器保持在正确的位置。此外，如果在包围反应器的系统中设置外室，则支承还可以使反应器和套管在外室内的保持就位。在本发明的一些实施例中，反应器和套管可以从外室移除以进行维护，例如更换清洁装置。在这种情况下，支承需要设计成允许移除反应器。这设置在图4-5所示的实施例中。

图6a-6b和图7a-7b示出了将用于根据本发明的另一实施例的液体处理系统302中的两个不同清洁器具77、87的不同视图。图8以截面示意性地示出了根据本发明的一个实施例的液体处理系统302，其中可以使用如图6和图7中所示的清洁器具77、87。

液体处理系统302包括至少一个紫外uv光处理灯6，其布置在沿中心纵向轴线a设置的细长保护性uv透明套管8内。套管8具有外表面10和基本圆形的截面形状。液体处理系统302还包括细长反应器312，其构造成接收所述套管8，由此，用于接收待处理液体的细长液体处理室4设置在反应器312的内表面314和套管8的外表面10之间。液体处理系统302还包括至少一个清洁器具77、87，该清洁器具77、87包括至少一个清洁装置79、89。清洁器具77、87构造成朝向套管8的外表面10压缩所述清洁装置79、89并且在套管表面10上转移清洁装置79、89以用于清洁套管8的外表面10。该至少一个清洁装置79、89包括至少一个金属编织件，如上文结合之前的实施例所述的那样。

清洁器具77、78构造成由驱动布置92移动，该驱动布置92构建为在处理室4中沿所述套管8驱动清洁器具77、87。

在图6和图7所示的本发明的实施例中，清洁器具77、87包括至少一个清洁单元78、88，该清洁单元78、88构造成由驱动布置92移动，该驱动布置92构建为在所述处理室4中沿所述套管8驱动清洁单元78、88。清洁单元78、88构造用于保持包括金属编织件的清洁装置79、89，使得清洁装置被朝向套管外表面10压缩并且围绕套管外表面10。清洁单元78、88具有管状体的总体形状，该管状体具有适应于所述套管8的外直径的内圆形截面形状。此外，清洁单元78、88具有仅在套管8长度的一部分（例如，小于套管长度的五分之一的部分）上延伸的长度。清洁单元78、88构造成沿套管的长度移动，并且因此仍将对套管的整个或基本上整个外表面进行清洁。

在图6所示的实施例中，清洁装置79在清洁单元78中前后穿过，由此使得将与套管8的外表面10接触的清洁单元78的内表面被清洁装置79覆盖。清洁装置能够以其他替代方式穿过。在图7所示的实施例中，替代地，清洁装置89在清洁单元88内围绕套管8盘绕，由此使得清洁单元88将清洁装置89沿套管保持在需要的位置。清洁装置89可围绕套管8至少一圈，并且适当地多于一圈。在图6和图7所示的两个实施例中的清洁装置79、89可被清洁单元78、88弹力地偏置到套管8的所述外表面10。

如上文所述，清洁装置79、89包括金属编织件。金属编织件其自身可以是弹性的，和/或包括内弹性管。清洁装置的进一步的细节已经结合图1a和图1b进行了讨论。