一种环型紫外灯管净水器制造技术

一种采用环型紫外灯管的净水器，由至少一个环型紫外灯管环绕在透明石英玻璃水管外面，环型紫外灯管还可以是将若干只直型紫外灯管沿石英玻璃管的周向外侧安置成环型。本实用新型专利技术可以采用透明石英玻璃水管，或两端用传统材料制作的水管中间密封连接一段透明石英玻璃管制成的水管，环型紫外灯管环绕在透明石英玻璃管处。环型紫外灯管的外侧设有一反光罩，以将紫外灯管发出的紫外线全部反射到石英玻璃管内。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

Water purifier for ring-shaped ultraviolet lamp tube

A water purifier with ring UV lamp tube by at least one annular ultraviolet lamp tube around outside the transparent quartz glass tube, annular ultraviolet lamp tube can also be some straight UV lamp along the quartz glass tube circumferential lateral placement into ring. The utility model can use a transparent quartz glass tube, traditional material pipe middle seal is connected with a transparent quartz glass tube made of or both ends of the pipe, annular ultraviolet lamp tube surrounding the transparent quartz glass tube. An anti light mask is arranged on the outer side of the ring-shaped ultraviolet lamp tube to reflect the ultraviolet light emitted by the ultraviolet lamp tube into the quartz glass tube.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种水处理装置，具体地说，涉及一种利用紫外线进行水处理的净水器。本技术可用于饮用水净化系统和污水消毒系统中。
技术介绍
紫外线(UV)是指波长范围在100～400nm的光能，它在光谱中处于X射线与可见光之间。大多数紫外消毒设备使用紫外光谱的短波长部分，这部分称为UV-C，波长在200～280nm之间。紫外线能够杀灭一系列病原体，如细菌、病毒和原生生物，这些病原体可导致如阿米巴痢疾、霍乱、骨髓灰质炎和黄热病等各种各样的疾病。紫外辐射通过破坏DNA分子的化学键结构来起作用，它影响正常的DNA复制，使有机体死亡或者失活。目前，紫外线水消毒用于饮用水、污水和水产养殖业，紫外技术在这些行业中的进展确定了一些影响紫外消毒系统运行效果的参数。UV-C技术被美国环保署(EPA)认定为水灭菌的四种认可方法之一，而且由于在费用及效率方面的优势，UV-C(UV-C作用几乎是瞬时的，不会在水中有任何化学残留)比其他三种方法(氯、臭氧和蒸馏)更胜一筹。目前，美国环保署(EPA)和美国食品及药品管理局(FDA)都认定UV-C辐射是一种安全、高效的水处理方法。该方法快速，不改变水的PH值和味道，且没有使用过量的危险，是一种非化学的微生物杀灭方法，不会产生有毒副产品。同时，UV-C也是世卫组织认可的水消毒方法。微生物的杀灭程度是暴露时间和辐射强度的共同函数。假设暴露时间和辐射强度的乘积(即紫外线剂量)保持不变，短时间高强度的辐射与长时间低强度的辐射的效果相同。紫外强度和暴露时间取决于紫外系统的几何形状和流体动力特性。紫外系统根据水所获得的杀灭微生物所需的最低紫外剂量设计，剂量单位通常为μW·s/cm2。杀灭细菌的辐射剂量为3～30mJ/cm2，杀灭病毒需30～100mJ/cm2。另外，最近的研究表明，紫外辐射对引起体内病变的贾弟虫和隐孢子虫也有作用，只要使其暴露于数十mJ/cm2的剂量下就可消除隐患。目前传统的紫外消毒器如图1所示。直型紫外灯管a位于水管b中心，水流过一个环形区域。紫外灯管半径为RB(m)，外管半径为RP(m)，消毒器长度为L(m)，水的体积流量为G(m3/s)，灯管功率为PB(m)。流水经过水管时，由一盏紫外灯照射。于是就需要更大的功率达到对水的有效处理。上述设计有两个缺陷。其一是由于水对光的吸收，紫外线强度随距灯表面的距离增加而递减，紫外线剂量在这样的系统中分布极不均匀，远离灯管的地方可能会因剂量太低而无法杀死微生物；其二是，当环形流动面积随半径增大时，紫外线强度递减。结果，管中的剂量分布梯度非常大，需要在管中心使用很高的功率才能达到管壁处所需的最低剂量，而增加紫外灯的功率或者紫外灯管的长度，都会增加水处理装置的体积和能量消耗。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种采用环型紫外灯管的净水器。为实现上述目的，本技术提供的环型紫外灯管净水器，其结构为至少一环型紫外灯管，环绕地设置在石英玻璃水管外面。其中的环型紫外灯管可以由若干直型紫外灯管沿石英玻璃管的周向外侧安置成环型。本技术可用于家庭饮用水消毒，水场或其他供水设施，也可用于污水处理设施。本技术提供的净水器，可在整个水流道中产生一个较强的紫外强度场，使水接收到高强度的、较均匀的紫外光剂量。与传统技术相比，本技术的优点是1)传统技术中，灯管在流道的中央，如果要达到更高的剂量，需要加大紫外灯的功率或降低流速。本技术不需加大紫外灯功率或降低流速，所以可以节约能量或在单位时间提高处理量。2)本技术的紫外灯安置在水管外，可以保证万一紫外灯破裂(发生事故等)时，紫外灯内的水银不会污染水管中的水。3)由于采用了环型灯管，系统的总长度将大大缩短，可节省安装空间。附图说明图1为
技术介绍
中水处理装置的示意图。图2为本技术净水器的示意图，其中图2a所示为环型紫外灯管，其水管为透明石英玻璃制成；图2b所示为由直型紫外灯管组成的环型紫外灯管，其水管为两端由传统材料制成的水管将一段透明的石英玻璃管密封夹在中间而形成一体水管。图3为本专利技术反光罩数学模型的坐标建立示意图。图4为本专利技术反光罩的三维图，其中a)为反光罩整体三维视图；b)为反光罩纵剖视图；c)为反光罩横剖视图。图5为本专利技术反光罩的轮廓示意图。图6为本专利技术环型紫外灯管在水管中的紫外能量分布示意图。图7为本专利技术水管内水流量为G＝0.0061m3/s(100GPM)、净水器长度为L＝0.1m、净水器·半径为RB＝0.3m、灯管的紫外输出功率分别为20W、30W和50W时，净水器内紫外线的强度分布示意图。图8为本专利技术装置与
技术介绍
装置的性能比较。具体实施方式请参阅图2，为本技术的净水器结构示意图。从图2a中可以看出，本技术的净水器由至少一个环型紫外灯管1环绕在石英玻璃水管2的外面。至于环型紫外灯管1的具体安装数量可根据需要而定。请参阅图2b，本技术的水管还可以采用传统材料制作的水管2’，在环型紫外灯管1环绕之处密封连接一段石英玻璃水管2。按照本技术制作的水管，实际形成了两端为传统材料制成的水管将一段透明的石英玻璃管密封夹在中间而形成一体水通道。环型紫外灯管环绕在石英玻璃管处。再结合图2b，本技术的环型紫外灯管1还可以是将若干只直型紫外灯管1’沿石英玻璃管2的周向外侧安置成环型。由于本技术采用了环型灯管，系统的总长度将大大缩短，可节省安装空间。本技术的紫外灯管应尽可能地接近石英玻璃管，最大间距不能超过10厘米。为提高本技术的净水效果，上述两种紫外灯管的外侧还可以安置紫外线反光罩，该反光罩内侧为紫外反射镀层。紫外线反光罩可以保证紫外线完全不泄漏，并且拆装方便。关于紫外线反光罩，通过对环形紫外强度场的分析可知，从紫外灯管发出的紫外能量一部分直接透过石英玻璃管照射到反应器中流过的水上，另一部分要通过一个反光罩反射后才能照射到水上。在设计条件下，反射能量占灯管发出的紫外总能量的大部分180+arctg0.95360=55.6%]]>因此，本技术提供的紫外线反光罩按照以下所述进行设计，以得到设计流量下的杀菌率的紫外线反光罩。设光能在灯管表面均匀分布，光线自灯管径向发出后，通过反光罩的折射后沿石英玻璃管的径向入射到反应器中。由此可知，该反光罩大致为一轮胎型。由于紫外强度场在环形灯管两端是对称分布的，反光罩也应该是关于灯管的轴线对称的，所以在数学模型中可以简化处理，只考虑一半即可。令石英玻璃管的任一条母线为x轴，对应同一剖面上的灯管中心为O1(0，m)，光线沿灯管径向出射后交反光罩上的一点P(x，y)，达到P后立刻反射到石英玻璃管上，即，反射光线与石英玻璃管壁面垂直。根据物理模型建立反光罩的坐标如图3所示。假设有一条未知曲线在第一象限，通过曲线上任一点P(x，y)作该曲线的切线PC，过点P在作曲线的法线延长交x轴与点B；过点P作RAx轴，垂足为A；连接O1P，总是有∠O1PB＝∠BPA成立，即BP是∠O1PA的角平分线。设角θ为O1P与x轴的正向夹角，设角γ为CP与x轴的正向夹角。经分析可知γ=θ2-π4]]>的关系始终成立，且γ∈.]]>设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用环型紫外灯管的净水器，其特征在于，至少一环型紫外灯管，环绕地设置在透明石英玻璃水管外面。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：俞坚，
申请(专利权)人：俞坚，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]