专利名称：改进的控制设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种流量调节器，具体而言，涉及一种用于流体在重力流动下的受控释放的调节器。这种系统可以与诸如杀菌剂释放系统(例如卤化树脂或含氯片剂)之类的净化系统结合使用，所述净化系统要求流体与活性物质受控接触以进行净化过程。
背景技术：
及现有技术上述类型的净化系统要求待处理的流体在重力流动下穿过净化单元，以实施流动的流体与所采用的流体处理介质的接触。需要控制这种系统中的重力流动以实现有效的处理和净化。
US4584106披露了一种用于将氯作为活性物质分配入热浴缸或温泉中的氯化系统。该系统用阀门或活栓调节通过混合腔室的水的流量以控制氯的分配速度。组合的文丘里管与挡板也调节通过混合腔室的水的流量，并控制将要流出氯化系统的氯化片剂的粒度。
US5089127披露了一种化学物进料器，该进料器包括用于容纳小罐的简体，该小罐装有许多颗粒或片剂形式的成型固体消毒成份，例如次氯酸钙或氯代异氰脲酸盐。小罐侧壁的底部和下端凿有穿孔，并且小罐的下端部分位于开放的顶部进口或消蚀储集池的上部之中。水以射流形式通过进口开孔进入浸蚀储集池的下端，并向上行进至与小罐下端部分中的固体消毒成份接触，以逐渐消蚀和溶解小罐下端部分中的固体消毒成份。通过改变冲击小罐下端部分中的消毒成份的水的进口流速来控制供给流过进料器的水的化学物量。在这种系统中，将进口控制阀安装在进口管路上以控制进入消毒成份储集池的水的进口流量。
US6298871B1公开了一种生成化学处理剂例如次氯酸钠溶液的化学物进料器。该进料器包含界定空腔的外壳，伸长的垂直中空容器位于该空腔的中心。容器侧壁的底壁与基底相邻，并且与外壳的内壁间隔开的侧壁的下部中包含多个穿孔。至少一个中空小罐可滑移地包容在该容器中，所述中空小罐在其基底和侧壁的下部具有多个穿孔。
提供管路，用于将已供给化学处理剂的液体输送到小罐内穿孔之下的腔室，并用于将含有化学处理剂的液流移出进料器。
诸如文丘里管和挡板之类的设备带有的问题是它们需要规则的手工干涉并且不提供均匀的流量控制。另一方面，更为复杂的电子、电、风力和液压驱动的系统会更为可靠，但是制造和保养昂贵。
发明目标本发明的目标是提供一种流量调节器，用于流体在重力流动下的受控释放，无论来源的高度或体积，该调节器简单经济还不造成不规则控制、流动性质的剧烈变化或湍流，而且不给安装和保养带来复杂性。
本发明的流量调节器可以改装以方便地连接或安装到任何供应点或来源，例如重力下供应水的贮存单元。
本发明的流量调节器提供流体在重力流动下的受控释放，并且可将其改装以与任何常规的基于重力的净化系统联合使用，特别是那些为净化和过滤的目的要求水的接触或停留时间受控的系统，例如杀菌剂释放单元。这使得能够对接触或释放净化活性物质例如杀菌剂进行控制以保持水的均匀净化，并且避免了净化不足或给待处理的水装填过量活性物质的问题。
本发明的流量调节器不需要复杂的电子、电、风力或液压驱动的流量控制阀或活栓，并且不需要重复手工干涉。
本发明的流量调节器简单紧凑，易于安装在任何需要控制从其中流过的流体流量的重力流动系统中；同时还考虑到堵塞或流体流动中断或保养中的复杂性问题。
发明概述本发明提供一种用于受控重力流动下的流体的流量调节器，该调节器包含-流量控制贮槽，该贮槽适于排放所需体积的流体并且包含至少一个用以使流体进入该贮槽的进口；-至少一个虹吸排出部件，该排出部件与流量控制贮槽有效连接并且适于控制来自贮槽的流体流速。
在本发明的流量调节器中，无论流体来源的流速或体积，首先由选择了尺寸的控制贮槽调节流体流速，实现第一阶段的流速控制。通过虹吸排出部件实现进一步的流量控制，该虹吸排出部件优选包含预先选择了尺寸的管件以便于流速控制。
更优选地，该虹吸排出部件是具有两臂的倒置的“U”或“V”形管件，其一端构成进口端而另一端构成出口端，进口端位于较高的高度并在控制贮槽的底部伸入其中，出口端置于比进口端低的位置以保持管件进口端与出口端之间的高度差。
通过控制管件的内径尺寸及其进口与出口的高度差，可以调节流过虹吸排出部件的流体的流速。这可以通过在该管件的各端使用具有进口端和出口端的倒置的“U”和“V”形管件、并且该管件具有进口端的臂比具有出口端的臂的长度短来实现。
为获得10-200ml/min的受控流量，可以将控制贮槽的尺寸选择为50-500ml并且管形虹吸排出部件的直径可以在0.5-50mm范围内，同时管形虹吸排出部件的进口端与出口端之间的高度差为1-200mm。
并且，考虑到由管形虹吸排出部件产生的阻力也与流速相关，应当基于期望的流速选择管形虹吸排出部件的材料。优选的材料为玻璃、塑料、聚合物、陶瓷或金属。
本发明的流量调节器可以包含多个单独的控制贮槽。在此情形下，为控制来自各个控制贮槽的流体的流速，给每个贮槽装配独立的虹吸排出部件。
优选地，给这个或每个控制贮槽装配通风口，改装该通风口以使贮槽中的内部和外部气压在每次排出流体后平衡并确保虹吸调节排出的可靠操作。在用于流体进入的贮槽进口的开孔处提供这种通风较为适宜。
可将本发明的流量调节器结合入重力进料系统，例如重力进料水净化系统，该系统中为有效净化期望流过各种水净化介质的水的流量受控。
因而，本发明还提供一种净化系统，该系统包含-未处理流体的来源；-与该来源有效连接的流量调节器系统，该系统包含流量控制贮槽，该贮槽适于排放所需体积的流体并且包含至少一个用以使流体从该来源进入该贮槽的进口；至少一个虹吸排出部件，该排出部件与流量控制贮槽有效连接并且适于控制来自贮槽的流体流速；和至少一个用以使流体从该虹吸排出部件离开的出口；以及
-与该出口有效连接的流体净化单元。
净化单元通常含有任何粉末、颗粒、树脂或片剂形式的常规净化剂。优选的净化剂包括五碘化物树脂和三氯氰脲酸(TCCA)。也可以使用其它常规释氯化合物，例如二氯异氰脲酸钾、二氯异氰脲酸钠、氯代磷酸三钠、次氯酸钙、次氯酸锂、一氯化铵、二氯化铵、[(单三氯)-四(单钾二氯)]五异氰脲酸盐、1，3-二氯-5，5-二甲基idanotone、对磺基二氯酰胺甲苯、三氯三聚氰胺、N-氯胺、N-氯琥珀酸亚胺、N，N’-二氯偶氮二脒、N-氯乙酰基-脲、N，N-二氯偶氮二脒、N-氯乙酰基-脲、N，N-二氯biurile、氯代双氰胺，及其混合物。
优选净化单元包含与虹吸排出部件有效连接的杀菌剂输送单元，从而使受控流量的流体开始与杀菌剂接触进行受控的净化。
优选地，净化单元还包含用以调节杀菌处理过的流体的排出的机械构件，更优选用于将杀菌处理过的流体的排出调节至下游停留腔室并进一步流过清扫系统(以除去残余杂质)，并最终作为处理过的流体收集在底部腔室中，该处理过的流体可以从底部腔室中的出口排出。
本发明的流量调节器简单但在实现对流体流速的控制中有效。为容装和固定该可以与任何常规净化单元整合的流量调节器，可以配以简单的固定装置。也可以将该流量调节器可拆卸地固定在净化单元的内部。
发明详述本发明特别适用于在水净化系统中对水流量的预先控制，尤其是用于净化家庭用水的重力流动水净化设备。这种设备通常包含多个构件并且典型地具有五个基本单元，包括(a)顶部腔室，用于贮存待处理的水。这个腔室通常带有预过滤器，通常是碳块，以除去沉积物、有机杂质和囊胞。
(b)杀菌剂输送系统，该系统通常带有含氯片剂，例如NaDCCA、TCCA、碘化树脂或其它杀菌剂。该杀菌剂系统接收借助重力来自顶部腔室的水。
(c)停留腔室或停留时间腔室，该腔室为病原体和杀菌剂待在一起提供必须的时间，以实现对病原体的目标杀灭。
(d)清扫系统(通常是活性碳颗粒)，该系统接收来自停留腔室的水并除去残余杂质，例如碘、氯、THMS以及类似物。
(e)底部腔室，该腔室接收来自清扫器的净化水用于消费。
这种重力净化设备的重要因素是这种系统所遇到的可变流量的输入水。考虑到基于流过的水的接触时间或停留时间，各种构件对有效净化的要求不同，重要的是有效控制这种设备中的流速以实现期望的对水的净化。特别地，这种系统中的杀菌处理与通过所述杀菌剂输送系统的水的流速有苛刻关系，因为当重要的是水应当与杀菌剂接触而对病原体进行期望的杀灭时，不期望流过杀菌剂输送系统的水含有部分超出规定的家用安全界限的杀菌剂。
本发明的流量调节器能够有效控制水的流速，进行对待处理的水更为安全的净化。
以下在下列如附图所示的非限定性实施例中更加详细地阐述本发明的流量调节器，其中图1是包含本发明的流量调节器的桶状过滤器的截面图，该过滤器用于净化饮用水；图2是表示用在图1的桶状过滤器中的流量调节器的截面图。
图1中，桶状过滤器由用于存储待处理水的顶部腔室(1)构成。顶部腔室还装有是碳块的预过滤器(PF)，用于除去沉积物和有机杂质及囊胞。使来自预过滤器(PF)的水借助重力流入装有流量调节器(FR)的另一腔室(2)。改装该流量调节器，从而无论顶部腔室(1)中的水体积和流过预过滤器(PF)的水的流速，使来自流量调节器(FR)的水以受控的量和受控的速度排出。流量调节器(FR)包含控制贮槽，该贮槽的尺寸被设定以使受控的体积流量的水流出控制贮槽。流量调节器(FR)进一步包含虹吸排出件(SDM)，该排出件是一种倒置的“U”形的管件，具有相对于出口(OT)高度较高的进口(IN)。取决于期望的所需流速，可以调节进口(IN)与出口(OT)之间的高度差。来自流量调节器(FR)的具有受控流速的水离开出口(OT)并流过杀菌单元(3)，该单元将预选剂量的杀菌剂释放到水中。此后，使杀菌处理过的水在重力下经清扫单元(4)流到底部腔室(5)。处理过的水收集在底部腔室(5)中以待需要时最终从底部腔室(5)中的卸料出口(DO)排出。
图2进一步图解该流量调节器(FR)。这种流量调节器包含控制贮槽(CR)，无论给贮槽供料的来源的体积，该贮槽存储受控体积的水。管线虹吸排出件(SDM)提供受控量的水的离开。选择控制贮槽(CR)的尺寸以及管形虹吸排出件(SDM)的直径和进/出口高度以实现对流速的期望控制。可以进一步改装该流量调节器(FR)以使仅在控制贮槽(CR)装填至期望的高度时才发生从控制贮槽(CR)经管形虹吸排出件(SDM)的水的受控流出。
实施例流量调节的演示将图1中所示的过滤器用于演示对水流量的控制，无论顶部腔室(1)中的高差。取顶部腔室(1)中从170mm-55mm的各种高度并测定通过出口(OT)的水的流量(实施例1)。除了没有流量调节器(FR)外，用图1中所示的过滤器重复该试验(对比实施例A)。结果示于表1中。
结果表明在流量调节器(FR)存在下，水流速独立于顶部腔室中的落差。在对比实施例A中就不是如此。因而本发明的流量调节器有效消除从进料到杀菌剂分配器的上游流速变化的关联，使得均匀输送杀菌剂。
权利要求
1.一种用于流体受控重力流动的流量调节器，该调节器包含-流量控制贮槽，该贮槽适于排放所需体积的流体并且包含至少一个用以使流体进入该贮槽的进口；-至少一个虹吸排出部件，该排出部件与流量控制贮槽有效连接并且适于控制来自贮槽的流体流速。
2.根据权利要求1的流量调节器，其中虹吸排出部件包含具有两臂的倒置的“U”或“V”形管件，该管件的一端构成进口端而另一端构成出口端，进口端位于较高的高度并从底部伸入控制贮槽，出口端置于比进口端低的位置以保持管件进口端与出口端之间的高度差。
3.一种净化系统，该系统包含-未处理流体源；-与该源有效连接的流量调节器系统，该系统包含流量控制贮槽，该贮槽适于排放所需体积的流体并且包含至少一个用以使流体从该源进入该贮槽的进口；至少一个虹吸排出部件，该排出部件与流量控制贮槽有效连接并且适于控制来自贮槽的流体流速；和至少一个用以使流体从该虹吸排出部件离开的出口；以及-与该出口有效连接的流体净化单元。
4.根据权利要求3的净化系统，其中净化单元包含与虹吸排出部件有效连接的杀菌剂输送单元，从而使受控流量流体开始与杀菌剂接触进行受控的净化。
5.一种用于净化家庭用水的重力流动水净化设备，包括(a)顶部腔室，用于贮存待处理的水并带有预过滤器以除去沉积物、有机杂质和囊胞；(b)杀菌剂输送系统，带有含氯片剂、碘化树脂或其它杀菌剂并接收借助重力来自顶部腔室的水；(c)停留腔室或停留时间腔室，为病原体和杀菌剂待在一起提供必须的时间以实现对病原体的目标杀灭；(d)清扫系统，接收来自停留腔室的水并除去残余杂质；以及(e)底部腔室，接收来自清扫器的净化水用于消费；其中，该设备装有至少一个如权利要求1或权利要求2中定义的流量调节器。
6.根据权利要求5的设备，其中流量调节器位于顶部腔室(a)和杀菌剂输送系统(b)之间。
全文摘要
本发明提供一种用于受控重力流动下的流体的流量调节器，该调节器包含流量控制贮槽，该贮槽适于排放所需体积的流体并且包含至少一个用以使流体进入该贮槽的进口；至少一个虹吸排出部件，该排出部件与流量控制贮槽有效连接并且适于控制来自贮槽的流体流速。该流量调节器特别适用于在水净化系统中对水流量的预先控制，尤其是用于净化家庭用水的重力流动水净化设备。
文档编号C02F1/50GK1751279SQ200480004545
公开日2006年3月22日 申请日期2004年2月6日 优先权日2003年2月18日
发明者P·R·达维, M·M·米斯特里, N·穆赫杰, J·A·瓦亚尔 申请人:荷兰联合利华有限公司