專利名稱：一種快速運(yùn)行并高效消毒的紫外消毒裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及紫外消毒設(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種快速運(yùn)行并高效消毒的紫外消毒裝置。
背景技術(shù)：
當(dāng)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速成長(zhǎng)，人民生活品質(zhì)得以迅速提升。同時(shí)，關(guān)系人民健康的飲用水問題，正成為社會(huì)各界廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)。人們對(duì)飲用水質(zhì)量要求越來越高，自來水廠處理后飲用水在輸送過程中會(huì)由于管道等影響造成二次污染，一般的自來水無法直接飲用，在家庭供水終端加裝相應(yīng)的凈化消毒裝置顯得非常必要。紫外線消毒是基于現(xiàn)代光學(xué)、物理化學(xué)、生物學(xué)、防疫學(xué)的一種消毒技術(shù)，紫外線燈產(chǎn)生的253. 7nm的紫外線照射流體或空氣或固體表面，當(dāng)流體或空氣或固體表面中的各種細(xì)菌、病毒受到一定劑量的紫外線照射后，其細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)DNA或RNA的堿基對(duì)結(jié)構(gòu)受到破壞，使其失去復(fù)制和繁殖的能力，從而達(dá)到消毒的效果。紫外線具有廣譜殺菌、高效、低成本、無二次污染、不產(chǎn)生毒副作用等優(yōu)點(diǎn)，自上世紀(jì)70年代開始，紫外消毒技術(shù)快速發(fā)展，得到社會(huì)的廣泛認(rèn)可。目前，紫外線消毒技術(shù)廣泛應(yīng)用于水處理和空氣凈化等與人類健康息息相關(guān)的領(lǐng)域。無論是污水處理廠還是自來水供水企業(yè)，在消毒方面都普遍選擇了紫外消毒，但與此同時(shí)，家庭飲用水的紫外消毒方面和小型氣體消毒的消息卻鮮見報(bào)道。目前，家庭飲用水一般是自來水經(jīng)過加熱或者經(jīng)過膜過濾處理裝置后直接使用， 鮮有使用紫外消毒的。即使有紫外消毒裝置的，也是簡(jiǎn)單的由一個(gè)紫外光源和一個(gè)石英材質(zhì)的直套管組成。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 19837-2005的要求規(guī)定生活飲用水或飲用凈水消毒所需的紫外劑量為40mJ/cm2。紫外劑量是衡量裝置消毒效果的關(guān)鍵指標(biāo)，其計(jì)算公式為紫外劑量(mj/cm2)=照射時(shí)間(s) X紫外照度(mW/cm2)。紫外消毒裝置要達(dá)到40mJ/cm2這個(gè)劑量，假定在紫外照射范圍內(nèi)的紫外照度值按20mW/cm2計(jì)算，則照射時(shí)間為2s，要達(dá)到這個(gè)照度，則紫外燈功率至少要超過150W，燈的長(zhǎng)度將達(dá)到1米以上，如果再加上控制電路的話，這種裝置在家庭中所占體積就比較大了，同時(shí)，燈的功率過高，會(huì)帶來飲用水處理成本高的問題。按照這種一般結(jié)構(gòu)，即使水質(zhì)好，紫外劑量可降至20mJ/cm2，要達(dá)到好的消毒效果，消毒裝置體積仍然較大，成本也較高。這就是既要到達(dá)所需的消毒劑量同時(shí)也要減小裝置的空間體積所面臨的矛盾，這也是通常紫外消毒裝置設(shè)計(jì)遇到的問題?，F(xiàn)有直飲水系統(tǒng)使用中過程中存在凈水系統(tǒng)在用水間歇或較長(zhǎng)時(shí)間不使用后，水體由于長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)而重新滋生細(xì)菌等微生物的問題，該段存留的水體在重新用水時(shí)，需要對(duì)其進(jìn)行充分消毒后才能飲用，否則可能對(duì)飲用者的健康造成影響。由于紫外線燈使用汞作為工作物質(zhì)，在使用過程中為防止汞泄露造成的危害，通常采用加裝套管的方法。但即便如此，仍需要有及時(shí)的報(bào)警警示提示使用者注意并及時(shí)處理。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種快速運(yùn)行并高效消毒的紫外消毒裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所提供的技術(shù)方案為一種快速運(yùn)行并高效消毒的紫外消毒裝置，它主要由依次相接的水流檢測(cè)裝置、粗過濾模組、中過濾模組、超濾模組、紫外消毒模組、出水控制閥組成；所述的紫外消毒模組主要由保護(hù)外殼體、透紫外套管、插裝在該透紫外套管內(nèi)部的紫外燈、加熱裝置、測(cè)溫裝置組成，其中，所述的保護(hù)外殼體內(nèi)壁涂覆有紫外反射涂層，紫外套管、加熱裝置、測(cè)溫裝置均置于該保護(hù)外殼體內(nèi)，且紫外套管的進(jìn)水管腳及出水管腳均穿過保護(hù)外殼體向外伸出；所述的紫外燈的底部設(shè)有放置汞的放置管，在該放置管的外圍設(shè)置有加熱裝置，并且測(cè)溫裝置設(shè)置在放置管的附近。所述的透紫外套管為螺旋型結(jié)構(gòu)，由石英玻璃或高硼玻璃制成。所述的紫外燈為緊湊型低壓高強(qiáng)度紫外燈，其結(jié)構(gòu)為U型、H型、Π型或螺旋型，燈電流為 0. 3Α—8. 0Α，燈電流密度為 0. 3A/cm2—1. 5A/cm2。所述的緊湊型低壓高強(qiáng)度紫外燈使用液汞或汞齊。所述的紫外反射層為拋光的鋁層、拋光的鉬層、氧化鋁或氧化鎂。所述的加熱裝置使用金屬加熱器或陶瓷加熱器，其溫度設(shè)置在40-50°C之間。所述的水流檢測(cè)裝置是微動(dòng)開關(guān)或流量開關(guān)。所述的紫外消毒裝置還包括有報(bào)警警示裝置。所述的報(bào)警警示裝置為喇叭或指示燈。本實(shí)用新型在采用了上述方案后，其最大優(yōu)點(diǎn)在于采用螺旋形套管延長(zhǎng)紫外照射時(shí)間，采用低壓高強(qiáng)度紫外燈提高紫外輻射照度，確保流體的紫外輻射劑量，保證消毒效果，同時(shí)減小消毒裝置體積，另外用于消毒的低壓高強(qiáng)紫外燈設(shè)置了保溫系統(tǒng)可快速啟動(dòng)達(dá)到足夠的紫外輻射劑量，能快速消毒。該紫外消毒裝置可應(yīng)用在家居直飲水消毒，也可以應(yīng)用在飲料、豆?jié){、牛奶、花生油等流體物質(zhì)的殺菌或者降解黃曲霉素等場(chǎng)合，利用該原理調(diào)整的裝置也可用于其它流體消毒，如小空間的氣體處理。

圖1為本實(shí)用新型的消毒裝置的系統(tǒng)配置。圖2為本實(shí)用新型的消毒裝置的消毒模組的主視圖。圖3為本實(shí)用新型的消毒裝置的消毒模組的俯視圖。圖4為本實(shí)用新型的紫外燈管汞齊恒溫裝置的放大示意圖。圖5為本實(shí)用新型消毒裝置的控制原理圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。根據(jù)附圖1至附圖5所示，本實(shí)施例所述的紫外消毒裝置主要由依次相接的水流檢測(cè)裝置K1、粗過濾模組1、中過濾模組2、超濾模組3、紫外消毒模組4、出水控制閥K2組成。粗過濾模組1可使用PP棉濾芯，用來過濾泥沙、水銹等大顆粒雜質(zhì)以及由樓頂水箱供水中的漂浮物、沉淀物、絮凝物等。中過濾模組2可使用活性炭濾芯，用來吸附水中的余氯等有機(jī)物、異味、異色以及強(qiáng)致癌物三氯甲烷等，并對(duì)水中的有機(jī)物、及鐵、錳等重金屬有吸附作用。超濾模組3可使用超濾膜濾芯，可去除水中部分細(xì)菌、重金屬、及其他溶解物和自來水處理中所加入的化學(xué)劑等物。前三級(jí)的過濾模組也可使用上述三種中的一種或幾種進(jìn)行組合配置。而本實(shí)用新型的紫外模組4具有保護(hù)外殼體40，通水的螺旋結(jié)構(gòu)的透紫外套管42，其內(nèi)部插裝有U型或H型的緊湊型低壓高強(qiáng)度紫外燈41，使透紫外套管42內(nèi)可得到紫外線的充分照射；且其外圍圍繞有圓形紫外反射層20，使分散的紫外線反射到透紫外套管42內(nèi)得到利用，從而提高紫外利用率和提高殺菌效果，減小消毒裝置體積。緊湊型低壓高強(qiáng)度紫外燈41底部具有放置汞44的放置管43，汞齊放置管43外圍具有恒溫裝置45，測(cè)溫裝置46設(shè)置在距離汞放置管43附近，同時(shí)置于加熱裝置45附近，以準(zhǔn)確測(cè)量并控制汞的工作溫度，所述的測(cè)溫裝置46為測(cè)溫探頭。由于汞原子在燈管中具有在燈管冷端沉積的特性，為了避免汞在燈管中的不當(dāng)沉積尤其是在燈管啟動(dòng)時(shí)上部較冷的地方沉積，加快汞原子的擴(kuò)散，特將加熱裝置45設(shè)置在燈管底部。這樣燈管在啟動(dòng)工作時(shí)，由于底部加熱產(chǎn)生的熱量向上對(duì)流使得燈管上部也得到了良好的加熱，從而保證燈管瞬時(shí)有足夠的汞原子參與放電，從而保證燈管瞬時(shí)具有足夠的紫外輻射劑量進(jìn)行消毒。本實(shí)用新型的透紫外套管42是采用透紫外的材料，這些材料對(duì)紫外線的透過率在80%以上，如石英玻璃、高硼玻璃等。這樣可以使紫外線直接透過透紫外套管42，照在透紫外套管42內(nèi)流體(液體或者氣體)中，對(duì)流體內(nèi)的細(xì)菌或者病毒進(jìn)行破壞。采用螺旋結(jié)構(gòu)的透紫外套管42可以有效延長(zhǎng)管道的長(zhǎng)度，從而延長(zhǎng)流體的紫外照射時(shí)間。根據(jù)紫外劑量的計(jì)算公式紫外劑量(mj/cm2)=照射時(shí)間(s) X紫外照度(mW/cm2)，要達(dá)到同一紫外劑量，由于照射時(shí)間得到了充分的延長(zhǎng)，則紫外照度即可大大的減小，從而降低了所需紫外燈的功率，也就減小了紫外燈的空間長(zhǎng)度和減小了消毒裝置的體積。直飲水紫外輻射劑量要求大于40mJ/ cm2 (mW · s/ cm2)，對(duì)大部分細(xì)菌病毒紫外輻射劑量大于IOmJ/ cm2，已具有明顯的殺滅效果，可根據(jù)前級(jí)過濾效果及水質(zhì)選擇紫外輻射劑量，保證消毒充分。本實(shí)用新型的紫外燈41可以是2U或2H型，也可以是3U或3H型的緊湊型低壓高強(qiáng)度度紫外燈，使用液汞或汞齊，燈電流為0. 3A—8. 0A，燈電流密度為0. 3A/cm2—1. 5A/ cm2。這些類型的紫外燈具有緊湊、照射空間范圍內(nèi)紫外照度高、空間長(zhǎng)度短等特點(diǎn)。這種特點(diǎn)可以有效減小本實(shí)用新型裝置的體積。由于2U或2H類型的燈管在紫外照度上可以疊加， 使得在同一距離內(nèi)的紫外照度可達(dá)到直管型紫外燈的2倍，從而可以使達(dá)到同一紫外劑量所需照射時(shí)間縮短為原來的1/2。也是由于2U或2H類型的燈管在紫外照度上可以疊加，要達(dá)到同樣的紫外照度，2U或2H型紫外燈的功率可以是直管的1/2。3U或3H型的紫外燈可達(dá)到更好的效果。由于照射時(shí)間的縮短或者紫外燈功率的降低，在某種程度上可以減小消毒裝置的體積。本實(shí)用新型的圓形紫外反射層20是涂覆在保護(hù)外殼體40的內(nèi)壁，可以使紫外線反射率達(dá)到75%以上的反射層，如拋光的鋁層、拋光的鉬層、氧化鋁、氧化鎂等。這個(gè)圓形紫外反射層20的作用是將透過透紫外套管42后分散的紫外線多次反射到透紫外套管42中， 使得螺旋結(jié)構(gòu)的透紫外套管42內(nèi)的紫外照度比原來提高，從而提高紫外線的利用效率。圓形紫外反射層20的存在同時(shí)也可以使透紫外套管42的紫外照度分布均勻程度比沒有圓形紫外反射層20的有所提高。這樣可以使流過透紫外套管42內(nèi)的流體得到充分的照射，起到增強(qiáng)殺菌效果的作用。[0029]本實(shí)用新型還包括有報(bào)警警示裝置，可以采用喇叭或指示燈，控制電路根據(jù)流速、 紫外照度值，發(fā)出提醒使用者對(duì)剛出水或紫外輻射劑量不足的水體禁止飲用、更換燈管、清洗流體通道的警示信號(hào)，控制電路同時(shí)還可以通過檢測(cè)燈管的異常工作狀態(tài)(如燈管破裂， 不亮等)發(fā)出警示信息。本實(shí)用新型的紫外消毒裝置的工作時(shí)序由控制電路設(shè)置為出水控制閥K2開啟時(shí)，水流開始流動(dòng)，此時(shí)水流檢測(cè)裝置Kl接通，接通信號(hào)觸發(fā)控制線路輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)緊湊型低壓高強(qiáng)度紫外線燈41工作，同時(shí)控制線路輸出報(bào)警信號(hào)提示此時(shí)的出水不能直接飲用，3-5秒后，控制線路取消報(bào)警信號(hào)提示出水可正常飲用。由于緊湊型低壓高強(qiáng)度紫外燈 41底部的放置汞44的放置管43處具有加熱裝置45，加熱裝置45在控制線路的控制下其周圍溫度保持在40-50°C范圍內(nèi)。此溫度由設(shè)置在距離汞放置管43附近的測(cè)溫裝置46測(cè)量，以準(zhǔn)確測(cè)量并控制汞的工作溫度。加熱裝置45可以是金屬加熱器或陶瓷加熱器。測(cè)溫探頭可以是K型，J型等熱電偶或PTC元件。水流檢測(cè)裝置Kl可以是微動(dòng)開關(guān)或流量開關(guān)。 水流檢測(cè)裝置Kl開啟的同時(shí)緊湊型低壓高強(qiáng)度紫外燈41同時(shí)開啟，由于緊湊型低壓高強(qiáng)度紫外燈41的汞齊溫度設(shè)置在40-50°C，此時(shí)燈管中的汞蒸氣壓足夠高，從而使緊湊型低壓高強(qiáng)度紫外燈41在1-2秒即可達(dá)到正常的紫外輻照水平，存留在管道中的水體有足夠的時(shí)間進(jìn)行消毒，后續(xù)流經(jīng)紫外消毒模組的水流由于紫外燈已達(dá)正常工作狀態(tài)其消毒效果同樣可以得到保證。以上所述之實(shí)施例只為本實(shí)用新型之較佳實(shí)施例，并非以此限制本實(shí)用新型的實(shí)施范圍，故凡依本實(shí)用新型之形狀、原理所作的變化，均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種快速運(yùn)行并高效消毒的紫外消毒裝置，它主要由依次相接的水流檢測(cè)裝置 (K1)、粗過濾模組(1)、中過濾模組(2)、超濾模組(3)、紫外消毒模組(4)、出水控制閥(K2) 組成，其特征在于所述的紫外消毒模組(4)主要由保護(hù)外殼體(40)、透紫外套管(42)、插裝在該透紫外套管(42)內(nèi)部的紫外燈(41)、加熱裝置(45)、測(cè)溫裝置(46)組成，其中，所述的保護(hù)外殼體(40)內(nèi)壁涂覆有紫外反射涂層(20)，紫外套管(42)、加熱裝置(45)、測(cè)溫裝置(46)均置于該保護(hù)外殼體(40)內(nèi)，且紫外套管(42)的進(jìn)水管腳及出水管腳均穿過保護(hù)外殼體(40)向外伸出；所述的紫外燈(41)的底部設(shè)有放置汞(44)的放置管(43)，在該放置管(43)的外圍設(shè)置有加熱裝置(45)，并且測(cè)溫裝置(46)設(shè)置在放置管(43)的附近。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快速運(yùn)行并高效消毒的紫外消毒裝置，其特征在于所述的透紫外套管(42)為螺旋型結(jié)構(gòu)，由石英玻璃或高硼玻璃制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快速運(yùn)行并高效消毒的紫外消毒裝置，其特征在于所述的紫外燈(41)為緊湊型低壓高強(qiáng)度紫外燈，其結(jié)構(gòu)為U型、H型、Π型或螺旋型，燈電流為 0. 3Α—8. 0Α，燈電流密度為 0. 3A/cm2—1. 5A/cm2。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種快速運(yùn)行并高效消毒的紫外消毒裝置，其特征在于所述的緊湊型低壓高強(qiáng)度紫外燈使用液汞或汞齊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快速運(yùn)行并高效消毒的紫外消毒裝置，其特征在于所述的紫外反射層(20)為拋光的鋁層、拋光的鉬層、氧化鋁或氧化鎂。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快速運(yùn)行并高效消毒的紫外消毒裝置，其特征在于所述的加熱裝置(45)使用金屬加熱器或陶瓷加熱器，其溫度設(shè)置在40-50°C之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快速運(yùn)行并高效消毒的紫外消毒裝置，其特征在于所述的水流檢測(cè)裝置(Kl)是微動(dòng)開關(guān)或流量開關(guān)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快速運(yùn)行并高效消毒的紫外消毒裝置，其特征在于它還包括有報(bào)警警示裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種快速運(yùn)行并高效消毒的紫外消毒裝置，其特征在于所述的報(bào)警警示裝置為喇叭或指示燈。
專利摘要本實(shí)用新型為一種快速運(yùn)行并高效消毒的紫外消毒裝置，主要由依次相接的水流檢測(cè)裝置、粗過濾模組、中過濾模組、超濾模組、紫外消毒模組、出水控制閥組成；紫外消毒模組主要由保護(hù)外殼體、透紫外套管、插裝在該透紫外套管內(nèi)部的紫外燈、加熱裝置、測(cè)溫裝置組成，保護(hù)外殼體內(nèi)壁涂覆有紫外反射涂層，紫外套管、加熱裝置、測(cè)溫裝置均置于保護(hù)外殼體內(nèi)，紫外套管的進(jìn)水管腳及出水管腳均穿過保護(hù)外殼體；紫外燈的底部設(shè)有放置汞的放置管，在放置管的外圍設(shè)置有加熱裝置，測(cè)溫裝置設(shè)置在放置管的附近。本實(shí)用新型采用螺旋形套管延長(zhǎng)紫外照射時(shí)間，采用低壓高強(qiáng)度紫外燈提高紫外輻射照度，確保流體的紫外輻射劑量，保證消毒效果，同時(shí)減小消毒裝置體積。
文檔編號(hào)A61L9/20GK202198887SQ201120295480
公開日2012年4月25日 申請(qǐng)日期2011年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月13日
發(fā)明者何志明 申請(qǐng)人:何志明