一种紫外线流体处理器.pdf

本发明公开了一种紫外线流体处理器，其包含反应器本体和若干支紫外线灯管及其套管，反应器本体两端分别设有流体进口和流体出口，所述反应器本体包括一个内筒体和一个外筒体，所述外筒体同轴套设在内筒体外部；所述内筒体与外筒体之间形成一个连续的压力平衡腔，所述压力平衡腔在靠近反应器流体进口的第一端部设置开口，靠近反应器流体出口的第二端部封闭；内筒体通过支撑架与外筒体固定连接，所述内筒体和外筒体上对应设置有紫外线灯管及其套管安装孔，所述紫外线灯管及其套管安装在安装孔内并与内、外筒体在接触处密封。本发明实现的紫外线流体处理器使流体可以经过充分混合形成紊流，增强流体力学性能，增加流体照射概率，提高流体消毒效率。

权利要求书
1.  一种紫外线流体处理器，包含反应器本体（1）和若干支紫外线灯管及其套管（5），反应器本体（1）两端分别设有流体进口（101）和流体出口（102），其特征在于：所述反应器本体包括一个内筒体(2)和一个外筒体（3），所述外筒体（3）同轴套设在内筒体(2)外部，内筒体（2）和外筒体（3）的前后两端均设置开口；内筒体（2）通过支撑装置（6）与外筒体（3）固定连接，所述内筒体（2）与外筒体（3）之间的空间构成一个连续的压力平衡腔（4）；所述压力平衡腔（4）在靠近反应器流体进口（101）的第一端部（401）设置开口，靠近反应器流体出口（102）的第二端部（402）封闭；所述内筒体（2）和外筒体（3）上对应设置有紫外线灯管及其套管安装孔（201，301），所述紫外线灯管及其套管(5)安装在安装孔（201，301）内并与内、外筒体在接触处密封。

2.  如权利要求1所述的紫外线流体处理器，其特征在于：所述外筒体（3）为圆筒形筒体，内筒体（2）为一个横截面为矩形的筒体。

3.  如权利要求2所述的紫外线流体处理器，其特征在于：所述内筒体（2）的横截面为正方形。

4.  如权利要求1所述的紫外线流体处理器，其特征在于：反应器本体（1）两端的流体进口和流体出口外侧设置有连接装置（103）。

5.  如权利要求1所述的紫外线流体处理器，其特征在于：所述支撑装置（6）为围绕内筒体（2）设置的环状支撑装置，所述支撑装置（6）上设置有过水孔。

6.  如权利要求1所述的紫外线流体处理器，其特征在于：所述支撑装置（6）为多根连接内筒体（2）与外筒体（3）的筋条。

7.  如权利要求1或2所述的紫外线流体处理器，其特征在于：所述内筒体（2）与外筒体（3）在水流方向上的长度相等。

8.  如权利要求1或2所述的紫外线流体处理器，其特征在于：所述内筒体（2）与外筒体（3）的两个端部平齐。

说明书一种紫外线流体处理器
技术领域
本发明涉及紫外线流体消毒领域，尤其是一种紫外线流体处理器。
背景技术
传统的封闭式紫外线处理器的反应器主腔体通常为单层的圆筒形，其在筒壁上设有流体进出口，筒体的端部装设紫外线灯管及其套管，流体自进水口垂直于紫外灯方向流入腔体经紫外线照射后再垂直紫外灯方向由出水口流出，照射效果受介质的流体混合动力学影响大，特别是大流量消毒腔体直径大时，这种流体混合动力学影响加大，处理器腔体中流体接受到的紫外照射剂量不均匀，消毒效果不稳定；另由于其腔体长度受紫外线灯管弧长限制，无法增加有效照射长度从而无法加长腔体长度，因此照射剂量和流量都无法增加，限制了圆筒形处理器在大流量（每小时几千吨-几十万吨）流体消毒中的应用。
为提高传统紫外线处理器的处理效率以适应各种流量流体消毒的需求，申请人发明了一种大流量紫外线流体消毒器（专利号200810071135.1），其包含至少一个紫外消毒模块和紫外消毒模块的安装固定装置，每个紫外消毒模块至少包含一支紫外线灯管，所述安装固定装置的主体是一节可供被消毒流体通过的圆形管道，管道壁上设置若干个紫外消毒模块安装孔，在安装固定装置的一个或两个端面上设置由端面外周向端面中心方向延伸的挡流板，挡流板所在端面留有供被消毒流体通过的通水口。该发明将紫外线消毒装置安装在管道壁上，则可以根据需要设置管道长度同时随时增减紫外消毒模块的安装数量；挡流板的设计一定程度上也缓冲了进水的压力，但是仍存在圆形筒体中流体各点受到的紫外照射剂量不同，消毒不均匀的问题。若将处理器形状改为矩形，虽然紫外灯排布容易，流体通过矩形腔体时，流体混合动力学影响小，处理器内流体接受到的紫外照射剂量均匀，但是，矩形处理器在同等条件下耐压较小，消毒相同压力流体介质时其壁厚比圆筒形处理器大得多，另外增设很多加强结构，增加了处理器的制造成本。
为了克服上述技术问题，申请人对现有的紫外流体处理器再次进行了改进。申请人专利号为201220184654.0的中国专利公开了一种双层腔壁结构的紫外线流体处理器，其针对现有单筒体反应器结构的缺陷将反应器改造成双层腔壁结构，并利用外筒体为内筒体的外接圆或隔板隔断的形式在内外腔体之间形成空腔，该空腔使内筒体内的流体可以通过所述空腔的开口流入内、外筒体之间的空腔，能够有效减小内、外筒体受到的压力，并可以降低内、外筒体的厚度要求，节约制造成本。
但是经过一段时间的使用，申请人发现该专利中的反应器依然存在问题。外筒体为内筒体的外接圆或隔板隔断（且相邻的两个隔板在外筒体上有距离）的反应器中，在内外腔体之间形成的空腔虽然一定程度上减轻了内外筒壁的压力，但是由于内外腔体之间形成的空腔并不连续而是分隔成若干个小的空腔，而每个小空腔对内外腔壁的各个位置压力并不均衡，特别是内外腔壁的连接点处承压最大，因而在使用过程中易产生裂缝或焊缝渗漏问题；同时由于各个小空腔内的紫外辐射不均匀，可能存在局部污染浓度高，当空腔夹层中的水体受反应器进水冲击而自空腔内带出并进入内层筒体时，由于各个空腔内的污染浓度不同，各个空腔带出的水将造成内层筒体内的水流污染程度不同，导致系统消毒效果均匀性差，进一步影响了整体的消毒效果；另外在水处理消毒领域，1554mm长度的低压高强紫外灯由于其功率强度适宜，供应量有很好的保证而得到了广泛的应用，因此一般在制造紫外线流体处理器时会选用1554mm长度的低压高强紫外灯，这样外腔体尺寸固定，同样的，在该专利中内筒体是圆的内接正方形筒体，其尺寸也被限定，当处理小流量流体消毒时，由于流体水量小，紫外灯排布少，流体有效照射流程短，导致照射剂量减小，而在采用相同的灯管的情况下，灯管阵列少，则流体未经过很好的混合就已经从内筒体流出，流体动力效果减弱，流体接受的照射概率也显著减小，从而使系统对小流量流体的消毒效果较差。
本申请是在申请人专利号为200810071135.1以及201220184654.0的中国专利的基础上做出的改进，以提升反应器的承压能力以及系统的效果效率，同时满足各种流量的流体消毒需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构合理，流体消毒效果更好的紫外线流体处理器。
实现本发明目的的技术方案是，一种紫外线流体处理器，包含反应器本体和若干支紫外线灯管及其套管，反应器本体两端分别设有流体进口和流体出口，所述反应器本体包括一个内筒体和一个外筒体，所述外筒体同轴套设在内筒体外部；所述内筒体与外筒体之间形成一个连续的压力平衡腔，所述压力平衡腔在靠近反应器流体进口的第一端部设置开口，靠近反应器流体出口的第二端部封闭；内筒体通过支撑架与外筒体固定连接，所述内筒体和外筒体上对应设置有紫外线灯管及其套管安装孔，所述紫外线灯管及其套管安装在安装孔内并与内、外筒体在接触处密封。
为了更好的消毒效果，本发明还可以做如下改进：
1、所述外筒体为圆筒形筒体，内筒体为一个横截面为矩形的筒体；优选地，所述内筒体的横截面为正方形。
2、反应器本体两端的流体进口和流体出口外侧设有连接装置。
3、所述支撑装置为围绕内筒体设置的环状支撑装置，所述支撑装置上设置有过水孔。
4、所述支撑装置为多根连接内筒体与外筒体的筋条。
5、所述内筒体与外筒体在水流方向上的长度相等。
6、所述内筒体与外筒体的两个端部平齐。
采用本发明技术方案的紫外消毒设备有如下优点：
1． 本发明的反应器腔体的内、外筒体同轴套设，内、外筒体之间形成的连续的压力平衡腔相较于现有技术中内筒体外接圆筒体以及外筒体由隔板隔断的设计，内、外筒体受力均衡，稳定，设备耐受水压的能力更强。
2．  由于本发明的压力平衡腔为一个连续的空腔，则腔体内的流体也可以受到紫外辐射装置均匀的照射，不易变质，即便受到进水真空负压影响，压力平衡腔内的流体被带出一起流进内筒体，也不影响反应器的消毒效果，不会产生外接圆筒或隔板隔断结构消毒不均匀造成局部流体污染浓度高，流体均匀性差而导致反应器消毒效果差的问题。
3．  内筒体为一个两端开口横截面为正方形的筒体，这样设置反应器整体受力最为均匀，流体混合动力学影响小，并且紫外灯管在矩形处理器的侧面排布时也使灯管安装孔易于密封。
4． 由于内筒体缩小，为保证足够的辐射强度，灯管排列较现有技术增加，使得小流量流体可以经过充分混合形成紊流，流体力学性能增强，流体照射概率增加，从而提高小流量流体消毒整体的处理效果。
附图说明：
附图1为本发明所述紫外线流体处理器的一个实施例的主视图；
附图2为图1所示实施例的A-A向剖视图；
附图3为图1所示实施例的B-B向剖视图；
附图4为图1所示实施例的C-C向剖视图。
图中， 1为反应器本体； 2为内筒体；3为外筒体；4为内、外筒体之间的压力平衡腔；5为紫外线灯管及其套管；6为支撑架；7为压力平衡腔4的密封板；101为流体进口；102为流体出口；103为连接装置；201为内筒体上的紫外线灯管及其套管安装孔；301为外筒体上的紫外线灯管及其套管安装孔；401为压力平衡腔的第一端部，402为压力平衡腔的第二端部。
具体实施方式
以下结合附图1-4对本发明进行详细描述。
如图1-4所示，一种紫外线流体处理器，包含反应器本体1和若干支长度为1554mm的低压高强紫外灯灯管及其套管5，反应器本体1两端分别设有流体进口101和流体出口102，所述反应器本体包括一个两端开口横截面为正方形的内筒体2；所述内筒体2外部同轴套设有外筒体3； 所述内筒体2与外筒体3之间形成一个连续的压力平衡腔4，所述压力平衡腔4在靠近反应器流体进口101的第一端部401设置开口，靠近反应器流体出口102的第二端部402封闭；内筒体2通过支撑架6与外筒体3固定连接，所述支撑装置6为多根连接内筒体（2）与外筒体（3）的筋条；所述内筒体2和外筒体3上对应设置有紫外线灯管及其套管安装孔201，301，所述紫外线灯管及其套管5安装在安装孔201，301内并与内、外筒体在接触处密封。   
本实施例中，所述反应器本体1的两端的流体进口和流体出口外侧设有连接装置103，可以根据待处理流体流量的大小和处理结果的要求选择多个本发明所述的紫外线流体处理器1串联或并联运行，以提高系统的处理能力；所述内筒体2和外筒体3在水流方向上的长度相等，并且内筒体2与外筒体3的两个端部分别平齐。
在本实施例中，内、外筒体之间形成的连续的压力平衡腔4用于分流反应器本体的进水以减小内筒体和外筒体承受的压力。由于本实施例的内、外筒体为同轴套设，进水时，连续的压力平衡腔4内流体对内、外筒体的压力均衡，可提高反应器使用寿命，使系统运行更为稳定；同时压力平衡腔内流体得到均匀照射，即便压力平衡腔4内流体随进水带出流入内筒体，仍然可以保证流体浓度的均匀性，保证了流体整体的消毒效果。
实际应用中，可以根据需要选择安装相应数量的紫外线灯管及其套管5，内、外筒体上未安装紫外线灯管及其套管的安装孔分别用堵头封堵；所述内筒体2与外筒体3的横截面形状也不限于本发明所述的形状，所述内筒体2也可以为圆筒形，所述外筒体3的横截面也可以为正方形，当内、外筒体的横截面均为正方形时，为了便于制造安装可以使内、外筒体横截面上的两组对边分别平行；同时，在实际应用中内、外筒体的横截面还可以选用六边形或其他多边形；内筒体和外筒体在水流方向上的长度可以不相等，所述内筒体与外筒体的端部可以在进水端或出水端平齐。
此紫外线流体处理器可以广泛应用在水厂、制药厂、食品厂、饮料厂等需要对流体进行处理的工厂等场所，也可以用于其他需要处理的流体处理系统中。