一種自清潔紫外殺菌器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種自清潔紫外殺菌器，包括中空筒狀外殼，以及容置在外殼中的紫外殺菌燈，外殼上設有進水口和出水口，紫外殺菌燈的外周還套設有石英管，石英管位于紫外殺菌燈和外殼之間，其特征是，還包括可移動的套設在石英管外壁的磁性環狀清潔件，以及至少設置在磁性環狀清潔件軸向一端的驅動裝置，驅動裝置與磁性環狀清潔件配合利用第一驅動單元磁力，以及第二驅動單元彈力和磁性環狀清潔件重力中的至少一種，使得磁性環狀清潔件能沿軸向往復運動。本實用新型的自清潔紫外殺菌器，利用紫外線進行水體的殺菌，不引入化學或有害物質，安全可靠，特別是帶有以磁力為主要驅動力的自清潔裝置，方便對石英管外壁進行清潔除垢，有助于提高透光率。
【專利說明】一種自清潔紫外殺菌器
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種紫外殺菌器，屬于水處理【技術領域】。
【背景技術】
[0002] 水處理領域常用的反滲透膜屬于一種高消耗品，每次更換都會產生一項很高的維 護費。研究表明水處理系統進水中微生物對膜的污染在各種膜污染中是最嚴重的。微生物 發展迅速，在反滲透膜上形成的生物膜難于徹底清除、易造成膜的堵塞，導致反滲透系統壓 差增大，產水量與脫鹽率下降，甚至損壞膜。
[0003] 為了消除微生物對膜的影響，需要在預處理階段放置高效的除菌設備，目前市面 上通常是物理與化學除菌，其中傳統的殺菌方法有氯氣、臭氧、添加化學試劑等，但是這些 方法會在水體中引入新的化學物質，在水體中產生或留下有害物質。
【發明內容】
[0004] 一種自清潔紫外殺菌器，包括中空筒狀外殼，以及容置在所述外殼中的紫外殺菌 燈，所述外殼上設有進水口和出水口，所述紫外殺菌燈上設有伸出所述外殼的電極，并且紫 外殺菌燈的外周還套設有石英管，石英管位于紫外殺菌燈和外殼之間，其特征是，還包括可 沿軸向移動的套設在所述石英管外壁的磁性環狀清潔件，以及至少設置在磁性環狀清潔件 軸向一端的驅動裝置，所述驅動裝置包括至少一個驅動單元，所述驅動單元按種類分為第 一、第二驅動單元，所述第一驅動單元為磁力裝置，第二驅動單元為彈簧，且驅動裝置中至 少一個驅動單元為第一驅動單元，所述驅動裝置與磁性環狀清潔件配合利用第一驅動單元 磁力，以及第二驅動單元彈力和磁性環狀清潔件重力中的至少一種，使得磁性環狀清潔件 能沿軸向往復運動。
[0005] 優選的，所述驅動裝置包括分別驅動磁性環狀清潔件正向和反向運動的兩個驅動 單元。
[0006] 優選的，兩個驅動單元分別為第一、第二驅動單元，且均設置在所述磁性環狀清潔 件的軸向一端。
[0007] 優選的，所述磁性環狀清潔件至少軸向一端設置驅動磁性環狀清潔件向上運動的 一個第一驅動單兀。
[0008] 優選的，所述磁性環狀清潔件至少軸向一端還設置有另一個驅動磁性環狀清潔件 向上或向下運動的驅動單元。
[0009] 優選的，所述石英管的外側、沿軸向設有檢測所述磁性環狀清潔件位置的光柵檢 測裝置，且光柵檢測裝置與所述第一驅動單元電連接。
[0010] 優選的，所述磁性環狀清潔件背離第一、第二驅動裝置的一端設有相對于外殼固 定的限位件。
[0011] 優選的，所述第一驅動單元面向磁性環狀清潔件的一端設有緩沖件。
[0012] 優選的，所述限位件面向磁性環狀清潔件的一端設有緩沖件。
[0013] 優選的，所述石英管為透光率90%以上的高透光率石英管。
[0014] 優選的，所述外殼為內壁反射率90%以上的高反射率外殼。
[0015] 優選的，所述外殼包括位于進水口和出水口之間的圓筒狀本體，所述本體近于軸 向任意一端的側壁均在整個周向向軸心傾斜形成大口朝內的喇叭狀增強反射部。
[0016] 優選的，所述進水口設置在外殼的下端，出水口設置在外殼的上端。
[0017] 優選的，所述進水口與紫外殺菌燈同軸設置。
[0018] 優選的，所述石英管和外殼的環狀間隙中、至少靠近進水口處設有垂直于軸向的 配流板，所述配流板上周向均勻分布若干配流孔。
[0019] 優選的，所述配流板上周向均布若干配流孔組，所述配流孔組由陣列排布的若干 配流孔組成，每一配流孔組具有一中心方向，各配流孔組的中心方向均分配流板周向360° 角，且配流孔組形成陣列的排方向或者列方向沿所在配流孔組的中心方向。
[0020] 優選的，所述配流孔的直徑在2-8 mm。
[0021] 優選的，所述配流板上全部配流孔的開孔面積為所述進水口截面積的1. 1-1.5 倍。
[0022] 優選的，所述本體的軸向一端突出設有軸線平行于本體軸向的直圓筒狀突出部， 形成所述進水口，所述突出部的長度為5-lOcm。
[0023] 本實用新型所達到的有益效果：
[0024] 1.本實用新型的自清潔紫外殺菌器，利用紫外線進行水體的殺菌，不引入化學或 有害物質，避免殺菌時水體二次污染，安全可靠，運行、維修簡單而低成本，特別是帶有以磁 力為主要驅動力的自清潔裝置，結構簡單，能耗小，方便對石英管外壁進行清潔除垢，有助 于提高透光率，增強對水體的殺菌作用。而且整個自清潔裝置設置在外殼內，清洗過程全部 在殺菌器內完成，不存在密封不嚴的問題。
[0025] 2.設置分別控制磁性環狀清潔件正向和反向運動的兩個驅動單元，可使紫外殺菌 燈和磁性環狀清潔件的放置方向不受限制，即使磁性環狀清潔件橫置，自身重力無法驅使 其移動，兩個驅動單元也可保證其往復運動清潔石英管。
[0026] 3.驅動單元均設置在磁性環狀清潔件的軸向一端，拆裝相對方便高效。
[0027] 4.紫外殺菌燈堅置時，設置一個第一驅動單元即可配合磁性環狀清潔件重力實現 磁性環狀清潔件的上下運動，從而完成清潔。僅設置一個第一驅動單元時，結構最為簡單， 成本較低。如另設一個驅動單元與該第一驅動單元相配合，則另設的驅動單元為磁力裝置 時，可以協助該第一驅動單元幫助磁性環狀清潔件定位向上運動的終點并鎖定該位置；當 另設的驅動單元為彈簧時，該第一驅動單元可限定磁性環狀清潔件向自己靠近的終點位置 并鎖定該位置，和/或起到鎖定彈簧能量的作用。
[0028] 5.磁力裝置能夠定位磁性環狀清潔件正向或反向運動的終點并鎖定該位置，因此 能保證磁性環狀清潔件的運動行程，確保對石英管的目標長度范圍都完成清潔。
[0029] 6.設置與第一驅動單元電連接的光柵檢測裝置，則第一驅動單元根據光柵檢測裝 置反映的磁性環狀清潔件位置即可快速、準確采取通電或斷電的相應動作來使磁性環狀清 潔件繼續停留或移動到目標位置。
[0030] 7.當驅動單元均設置在磁性環狀清潔件的軸向一端時，在另一端設置限位件，則 可以限制磁性環狀清潔件往該方向運動的終點，穩定其運動范圍。
[0031] 8.第一驅動單元或限位件面向磁性環狀清潔件的一端設置緩沖件，可以減緩磁性 環狀清潔件靠近時的撞擊力，延長使用壽命。
[0032] 9.外殼本體近于軸向任意一端的側壁均在整個周向向軸心傾斜形成增強反射 部，避免圓柱形筒體結構的本體其兩端形成側壁與端面的90°夾角，可避免成為紫外光照 射的死角，有助于增加反射強度。
[0033] 10.進水口設置在外殼的下端，出水口設置在外殼的上端，則可以避免高效紫外殺 菌器尤其是下部位置形成死水區，保證殺菌效果，提高殺菌效率。
[0034] 11.石英管和外殼的環狀間隙中設置垂直于軸向的配流板，可以使水流呈均勻平 穩的穩流態，從而提高殺菌效率。尤其設置配流板上全部配流孔的開孔面積為進水口截面 積的1. 1-1. 5倍，則由于單位面積的配流孔數量多，對水的阻力大，可使得通過的水體變得 更加柔和，有利于形成柱流，進一步提商殺菌效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0035] 圖1是本實用新型實施例1的側視圖；
[0036] 圖2是本實用新型實施例2的側視圖；
[0037] 圖3是本實用新型實施例3的側視圖；
[0038] 圖4是本實用新型中磁性環狀清潔件的俯視圖；
[0039] 圖5是本實用新型中磁性環狀清潔件的側視圖；
[0040] 圖6是本實用新型中配流板的俯視圖；
[0041] 其中：2、外殼，22、本體，222、主體，224、增強反射部，24、突出部，3、進水口，4、紫 外殺菌燈，42、燈管，44、電極，5、出水口，6、石英管，7、配流板，72、配流孔，82、磁性環狀清潔 件，822、支撐體，824、環形磁鐵，826、毛氈圈，84、第一驅動單元，86、第二驅動單元，88、緩沖 件，89、光柵檢測裝置，9、固定槽。
【具體實施方式】
[0042] 下面結合附圖對本實用新型作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本 實用新型的技術方案，而不能以此來限制本實用新型的保護范圍。
[0043] 實施例1
[0044] 如圖1、4_6所示，一種自清潔紫外殺菌器，包括中空筒狀外殼2,以及容置在外殼2 中的紫外殺菌燈4。外殼2上設有進水口 3和出水口 5,紫外殺菌燈4上設有伸出外殼2的 電極44,并且紫外殺菌燈4的外周還套設有石英管6,石英管6位于紫外殺菌燈4和外殼2 之間。此外，自清潔紫外殺菌器還包括自清潔裝置，其具有可沿軸向移動的套設在石英管6 外壁的磁性環狀清潔件82,以及設置在磁性環狀清潔件82軸向兩端的驅動裝置，驅動裝置 包括兩個驅動單元，驅動單元按種類分為第一、第二驅動單元，第一驅動單元84為磁力裝 置，第二驅動單元86為彈簧，且驅動裝置中兩個驅動單元均為第一驅動單元84。驅動裝置 與磁性環狀清潔件82配合利用第一驅動單元84磁力以及磁性環狀清潔件82重力，使得磁 性環狀清潔件82能沿軸向往復運動。
[0045] 具體的，自清潔紫外殺菌器中，一方面石英管6為透光率90%以上的高硬度高透光 率石英管，可保證石英管6具有較高的基礎透光率，加之自清潔裝置可對石英管6外壁進行 清潔除垢，二者配合有助于更好的提高透光率；另一方面外殼2為內壁反射率90%以上的高 反射率外殼，令絕大多數紫外光能反射回外殼2與石英管6之間的水體中。因此紫外光透 過石英管6伸入水體和到達外殼2后由外殼2反射入水體從高透光率和高反射率兩方面相 互配合提高了紫外光的利用率，增強殺菌效果。外殼2軸線沿堅直方向設置，其進水口 3設 置在下端，出水口 5設置上端。外殼2包括位于進水口 3和出水口 5之間、軸線也沿堅直方 向設置的圓筒狀本體22,本體22近于軸向任意一端的側壁均在整個周向向軸心傾斜形成 大口朝內的喇叭狀增強反射部224。本體22上端和下端的增強反射部224分別在周向中心 形成開口，并分別在開口處設有軸向突出于本體22的圓筒狀突出部24,突出部24均與本 體22同軸心設置。因此增強反射部224在軸線方向的正投影為圓環狀，保證本體22周向 360°無紫外光照射的盲區，并且由于增強反射部224周向各位置的傾角相同，水體分布也 均勻，有利于提高殺菌效率。本體22包括圓筒狀主體222和設于主體222兩端的增強反射 部224,增強反射部224可以與主體222呈一體結構，也可以是設置在主體222端部的斜度 圓環形封頭。另外本體22下端的突出部24底端開口，形成進水口 3,出水口 5則設置在上 端增強反射部224的側部。優選的，下端突出部24的長度為5-lOcm。有利于使進水更加穩 定，更好地形成穩流。
[0046] 紫外殺菌燈4包括燈管42,燈管42、石英管6均與本體22同軸心設置。另外進水 口 3也與燈管42同軸心設置。燈管42的上端設有電極44并伸出本體22上端突出部24 端面。燈管42和石英管6均相對于外殼2固定。
[0047] 石英管6和外殼2的環狀間隙中設有分別垂直于軸向的兩塊配流板7,配流板7上 周向均勻分布若干配流孔72。配流孔72的直徑在2-8mm，且配流板7上全部配流孔72的 開孔面積為進水口 3截面積也即下端突出部24通道截面積的1. 1-1. 5倍，則由于單位面積 的配流孔72數量多，對水的阻力大，可使得通過的水體變得更加柔和，有利于形成柱流，進 一步提1?殺菌效率。
[0048] 具體的，配流板7上周向均布五組配流孔組，每一配流孔組由陣列排布的若干配 流孔72組成，每一配流孔組具有一中心方向C，各配流孔組的中心方向C均分配流板7周向 360°角，且配流孔組形成陣列的排方向或者列方向沿所在配流孔組的中心方向C。有利于 各配流孔組中心方向C上的有效配流，以及配流板整個周向的均勻配流。該配流板7結合 抗壓強度>〇. 8 X IO6Pa的高硬度高透光率石英管使得本實施例殺菌器能夠在0. 5-0. 6MPa 的壓力下正常運行，而市場用于水處理的紫外殺菌設備通常只能在〇. 2-0. 3MPa下運行。并 且，配流板7還能使水體呈現顯著的穩流態，增強殺菌效率。
[0049] 兩塊配流板7分別設置在本體22中靠近出水口 5和進水口 3。配流板7設置在本 體22,而非本體22上下兩端的突出部24,使得配流板7的配流面積最大化，更好的對水體 實現配流。配流板7為圓環形板，邊緣固定在外殼2上，中部設有通孔，且設置在下方的配 流板7中部下端還設有開口朝上的固定槽9,石英管6套設在燈管42外，依次穿過兩配流 板7通孔、下端伸入固定槽9。雖然本實施例中使用兩塊配流板7,但本實用新型不限于兩 塊配流板7,當僅有一塊配流板7時，優選其相對于出水口 5更靠近進水口 3設置，有利于本 體中更多位置的水體形成柱流，提高殺菌效率，尤其進水口 3與紫外殺菌燈4同軸設置時， 可在紫外殺菌燈4的周向形成同軸的柱流，有利于增強殺菌效果。
[0050] 自清潔裝置中，磁性環狀清潔件82具體包括圓環形片狀或板狀的支撐體822,支 撐體822的內緣與外緣之間設有環形磁鐵824,內緣設有毛氈圈826。支撐體822套設在石 英管6上，毛氈圈826與石英管6外壁相抵。磁性環狀清潔件82的軸向兩端分別設置一第 一驅動單元84。第一驅動單元84具體為低強度環狀電磁線圈，也套設在石英管6上。并且 兩個第一驅動單元84分別固定在磁性環狀清潔件82上下端的兩個配流板7上。兩第一驅 動單元84相對的一側分別設有緩沖件88,緩沖件88具體為圓環形塑料緩沖片，套設在石 英管6上。且緩沖件88、配流板7和第一驅動單元84依次設置。工作時，下端的第一驅動 單元84通電，向環形磁鐵824施加排斥力，使得磁性環狀清潔件82向上移動，至與上端第 一驅動單元84的距離為兩第一驅動單元84之間總距離的4/5時，對下端第一驅動單元84 斷電，磁性環狀清潔件82由于慣性作用繼續上升至上端第一驅動單元84,上端第一驅動單 元84通電吸引住磁性環狀清潔件82三秒，然后上端第一驅動單元84再斷電，磁性環狀清 潔件82在重力作用下下行回到原位置，如此完成一個行程，根據清潔需要可以多次反復以 獲得較好的清潔效果。其中，石英管6的外側、沿軸向優選設置檢測磁性環狀清潔件82位 置的光柵檢測裝置89,且光柵檢測裝置89與第一驅動單元84電連接。通過光柵檢測裝置 89可準確測得環狀清潔件至上端第一驅動單元84的距離，及時控制下端第一驅動單元84 斷電和后續上端第一驅動單元84通電。本實施例中，磁性環狀清潔件82向上的運動主要 由下端第一驅動單元84負責驅動，上端第一驅動單元84定位向上運動的終點并鎖定該位 置。
[0051] 工作時，水體通入外殼2與石英管6之間的腔體，紫外殺菌燈4發出紫外光透過石 英管6后照射水體進行殺菌，同時，到達外殼2的紫外光被外殼2反射回水體進一步殺菌， 達到較好的殺菌效果和殺菌效率。使用一段時間后，石英管6外壁積累污垢，可以采用自清 潔裝置利用驅動裝置帶動磁性環狀清潔件82上下反復運動，從而與石英管6外壁摩擦去除 污垢，達到清潔石英管6提高透光率的目的。本實用新型的自清潔紫外殺菌器特別適用于 放置在反滲透膜前進行水的預處理殺菌，從而達到保護反滲透膜、延長反滲透膜使用壽命 的目的。
[0052] 實施例2
[0053] 如圖2、4_6所示，一種自清潔紫外殺菌器，與實施例1的區別在于：
[0054] 自清潔裝置中，驅動裝置設置在磁性環狀清潔件82軸向一端。具體的，驅動裝置 包括一個第一驅動單元84和一個第二驅動單元86,均套設在石英管6上、設置在磁性環狀 清潔件82下端。而磁性環狀清潔件82背離第一、第二驅動裝置的一端還設有相對于外殼 2固定的限位件。第一驅動單元84具體為低強度環狀電磁線圈，固定在磁性環狀清潔件82 下端的配流板7上。磁性環狀清潔件82、下端配流板7和第一驅動單元84依次設置，且第 二驅動單元86設置在磁性環狀清潔件82和配流板7之間，軸向兩端分別與磁性環狀清潔 件82和配流板7固定。上端的配流板7其下端設置有緩沖件88,緩沖件88具體為圓環形 塑料緩沖片，套設在石英管6上。不清潔時，第一驅動單元84通電將磁性環狀清潔件82吸 引在下端，同時第二驅動單元86彈簧被壓縮儲存能量。工作時，第一驅動單元84斷電，磁 性環狀清潔件82在彈簧的回復力作用下向上運動，到達上端緩沖件88,此時上端配流板7 作為限位件。隨后磁性環狀清潔件82在自身重力作用下下降到彈簧處于自然原長狀態，此 時，第一驅動單元84再次通電，將磁性環狀清潔件82吸引回到原位置，彈簧重新被壓縮，如 此完成一個行程，同樣根據清潔需要可以多次反復以獲得較好的清潔效果。本實施例中，第 一驅動單元84 -方面起到鎖定彈簧能量的作用，從而使得第二驅動單元86能夠驅動磁性 環狀清潔件82向上運動，另一方面也驅動磁性環狀清潔件82向下運動并限定終點位置和 鎖定該位置。
[0055] 實施例3
[0056] 如圖3、4_6所示，一種自清潔紫外殺菌器，與實施例2的區別在于：
[0057] 自清潔裝置中，驅動裝置設置在磁性環狀清潔件82軸向兩端。具體的，驅動裝置 包括一個第一驅動單元84和一個第二驅動單元86,均套設在石英管6上，第二驅動單元86 設置在磁性環狀清潔件82上端、固定于上配流板7下端，第一驅動單元84設置在磁性環狀 清潔件82下端，固定于下配流板7下端。第二驅動單元86的下端與磁性環狀清潔件82相 連。而下端配流板7的上端還設有緩沖件88,緩沖件88具體為圓環形塑料緩沖片，套設在 石英管6上。不清潔時，磁性環狀清潔件82在自身重力及第二驅動單元86彈簧拉力的作 用下保持平衡。工作時，第一驅動單元84通電，將磁性環狀清潔件82向下吸引至觸碰緩沖 件88,同時彈簧被進一步拉長，隨后，第一驅動單元84斷電，磁性環狀清潔件82在彈簧回復 力的作用下向上運動，到達上端，此時上端配流板7作為限位件，同時彈簧也起到一定的緩 沖作用，最后磁性環狀清潔件82在重力作用下回到原位置。如此完成一個行程，同樣根據 清潔需要可以多次反復以獲得較好的清潔效果。本實施例中，第一驅動單元84驅動磁性環 狀清潔件82向下運動，第二驅動單元86驅動磁性環狀清潔件82向上運動。
[0058] 需要說明的是，本實用新型中所提正向和反向僅為描述方便，磁性環狀清潔件82 的軸向兩個方向分別為正向和反向，在外殼2軸線沿堅直方向設置時，堅直向下的方向為 正向，堅直向上的方向為反向，但并不構成對自清潔紫外殺菌器的限定。
[0059] 以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對于本【技術領域】的普通技 術人員來說，在不脫離本實用新型技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改 進和變形也應視為本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1. 一種自清潔紫外殺菌器，包括中空筒狀外殼，以及容置在所述外殼中的紫外殺菌燈， 所述外殼上設有進水口和出水口，所述紫外殺菌燈上設有伸出所述外殼的電極，并且紫外 殺菌燈的外周還套設有石英管，石英管位于紫外殺菌燈和外殼之間，其特征是，還包括可沿 軸向移動的套設在所述石英管外壁的磁性環狀清潔件，以及至少設置在磁性環狀清潔件軸 向一端的驅動裝置，所述驅動裝置包括至少一個驅動單元，所述驅動單元按種類分為第一、 第二驅動單元，所述第一驅動單元為磁力裝置，第二驅動單元為彈簧，且驅動裝置中至少一 個驅動單元為第一驅動單元，所述驅動裝置與磁性環狀清潔件配合利用第一驅動單元磁 力，以及第二驅動單元彈力和磁性環狀清潔件重力中的至少一種，使得磁性環狀清潔件能 沿軸向往復運動。
2. 根據權利要求1所述的一種自清潔紫外殺菌器，其特征是，所述驅動裝置包括分別 驅動磁性環狀清潔件正向和反向運動的兩個驅動單元。
3. 根據權利要求2所述的一種自清潔紫外殺菌器，其特征是，兩個驅動單元分別為第 一、第二驅動單元，且均設置在所述磁性環狀清潔件的軸向一端。
4. 根據權利要求1所述的一種自清潔紫外殺菌器，其特征是，所述磁性環狀清潔件至 少軸向一端設置驅動磁性環狀清潔件向上運動的一個第一驅動單元。
5. 根據權利要求4所述的一種自清潔紫外殺菌器，其特征是，所述磁性環狀清潔件至 少軸向一端還設置有另一個驅動磁性環狀清潔件向上或向下運動的驅動單元。
6. 根據權利要求1所述的一種自清潔紫外殺菌器，其特征是，所述石英管的外側、沿軸 向設有檢測所述磁性環狀清潔件位置的光柵檢測裝置，且光柵檢測裝置與所述第一驅動單 元電連接。
7. 根據權利要求3所述的一種自清潔紫外殺菌器，其特征是，所述磁性環狀清潔件背 離第一、第二驅動裝置的一端設有相對于外殼固定的限位件。
8. 根據權利要求1-7任一項所述的一種自清潔紫外殺菌器，其特征是，所述外殼包括 位于進水口和出水口之間的圓筒狀本體，所述本體近于軸向任意一端的側壁均在整個周向 向軸心傾斜形成大口朝內的喇叭狀增強反射部。
9. 根據權利要求1-7任一項所述的一種自清潔紫外殺菌器，其特征是，所述進水口設 置在外殼的下端，出水口設置在外殼的上端。
10. 根據權利要求1-7任一項所述的一種自清潔紫外殺菌器，其特征是，所述石英管 和外殼的環狀間隙中、至少靠近進水口處設有垂直于軸向的配流板，所述配流板上周向均 勻分布若干配流孔。
【文檔編號】C02F1/32GK204022505SQ201420424204
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年7月30日 優先權日:2014年7月30日
【發明者】劉建輝, 劉攀攀 申請人:乾通環境科技(蘇州)有限公司