專利名稱：就地使用式水處理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種家用和辦公室用的能夠過濾和處理水中雜質(zhì)的就地使用式水處理系統(tǒng)(WTS)設(shè)備。
本發(fā)明的背景技術(shù)本發(fā)明能夠最大限度地減少或克服現(xiàn)有的就地使用式家用或辦公室用水處理系統(tǒng)(WTS)設(shè)備所存在的幾個(gè)問題。第一個(gè)問題是，使用其中裝有紫外線燈泡的燈組件的常規(guī)WTS設(shè)備能量效率低。當(dāng)一種常規(guī)的燈組件被開啟時(shí)，在紫外線燈泡組件中的氣體被充分激發(fā)以輸出能夠確保充分殺滅WTS設(shè)備內(nèi)的微生物所需強(qiáng)度的光之前需要較長的起動(dòng)時(shí)間。在紫外線燈泡組件被充分激發(fā)和微生物被充分照射之前從WTS設(shè)備中排出的水中可能帶有大量的活微生物。因此，傳統(tǒng)的燈組件需要連續(xù)運(yùn)行，這樣會(huì)耗費(fèi)巨大能量。另外，在傳統(tǒng)的燈組件連續(xù)運(yùn)行時(shí)，比如整夜地運(yùn)行，存在于WTS設(shè)備中的水會(huì)暖得令人不舒適。最終，保持連續(xù)運(yùn)行的燈組件的平均壽命大大低于只在需要處理水時(shí)才起動(dòng)的燈組件的平均壽命。
第二個(gè)問題是在WTS設(shè)備中的反射器組件的設(shè)計(jì)形式。為了試圖增加燈的效率，可將反射器組件放置在紫外線燈泡組件以及使微生物在其中被照射的輸水管道周圍。從紫外線燈泡組件發(fā)出的并且沒有照射到輸水管道的光被反射器壁反射回來并且可能再次照射輸水管道。這些反射器組件的截面通常為圓形。令人遺憾的是，由這些圓形的反射器所產(chǎn)生的大量紫外光永遠(yuǎn)不會(huì)照射到輸水管道。相反，大部分反射光被紫外線燈泡組件重新吸收并且永遠(yuǎn)不會(huì)照射到輸水管道上。
第三個(gè)問題涉及的是燈組件與WTS設(shè)備的電連接。每次將燈組件安裝到WTS設(shè)備中或?qū)⑵鋸腤TS設(shè)備上拆下時(shí)，該燈組件必須相對(duì)于WTS設(shè)備被以機(jī)械和電的方式連接和分開。這通常需要復(fù)雜且過多的電安裝組件。此外，應(yīng)該注意的是，在WTS設(shè)備通電時(shí)必須確保電連接器不能受潮。
同軸排列的燈組件和過濾器組件有時(shí)用于使WTS設(shè)備的尺寸達(dá)到最小。在一個(gè)特定的WTS中的燈組件和過濾器組件可以或不可以同時(shí)從WTS設(shè)備上被拆下。如果這些組件被同時(shí)拆下，那么由于它們自身的重量較大并且可能充有水，因此這些組件通常是相當(dāng)重的?；蛘撸词篃艚M件和過濾器組件是分別地從WTS設(shè)備上被拆下，在操作過程中通常也會(huì)存在水從這些部件中溢出的問題。
帶有紫外線燈泡組件的WTS設(shè)備所面臨的另一個(gè)問題是，為了監(jiān)測燈組件需要復(fù)雜的監(jiān)測系統(tǒng)。當(dāng)燈組件老化時(shí)，從燈組件中輸出的紫外光強(qiáng)度通常會(huì)降低。最終，紫外光強(qiáng)度會(huì)降低到實(shí)現(xiàn)微生物殺滅率所需的強(qiáng)度以下。在達(dá)到所需最低紫外光強(qiáng)度之前應(yīng)該更換燈組件。因此，在WTS設(shè)備內(nèi)需要用于檢測紫外光強(qiáng)度的監(jiān)測系統(tǒng)。這些監(jiān)測系統(tǒng)通常是比較昂貴的。它們經(jīng)常需要比較昂貴的帶有石英窗的紫外光傳感器。
由于如果就地使用式水處理系統(tǒng)被關(guān)閉，就會(huì)出現(xiàn)微生物的生長，因此通常需要使這樣的系統(tǒng)保持連續(xù)運(yùn)行。在常規(guī)的WTS設(shè)備中的燈組件需要較長時(shí)間才能達(dá)到實(shí)現(xiàn)所希望的殺滅率需要的發(fā)射輻射強(qiáng)度的臨界值。因此，在達(dá)到光強(qiáng)度的臨界值以前，含有大量活微生物的水可能會(huì)從WTS設(shè)備中輸送出來。
常規(guī)的WTS設(shè)備所具有的其它問題和缺陷包括復(fù)雜的組件和用于安裝過濾器和燈組件的鎖定機(jī)構(gòu)，這樣的鎖定機(jī)構(gòu)可包括螺母、螺栓和0形密封圈等，它們必須以人工的方式進(jìn)行安裝。
本發(fā)明能夠克服在現(xiàn)有的使用燈組件和過濾器組件的WTS設(shè)備中所存在的這些及其他的缺陷。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及一種就地使用式水處理系統(tǒng)，所述水處理系統(tǒng)具有底座部分，帶有內(nèi)套的過濾器組件和諸如紫外線燈泡組件的第二水處理裝置。所述內(nèi)套為第二水處理裝置提供腔。第一閥和第二閥及密封件理想地對(duì)在過濾器組件和第二水處理裝置之間及在第二水處理裝置與底座部分之間的水流進(jìn)行控制。當(dāng)過濾器組件和燈組件從底座部分上被移開和更換時(shí)，這些閥及密封件能夠阻止多余的水溢出。
本發(fā)明還涉及一種燈組件，所述燈組件最好用于一種水處理系統(tǒng)中，所述燈組件包括燈泡組件、反射器組件和輸送穿過燈組件的水的管道。所述反射器組件被制作成這樣的形式，即，使燈泡組件發(fā)射的光能夠反射和聚焦到所述管道上并且使被反射的光離開管道返回到燈泡組件，從而提高了所述燈組件的效率。
本發(fā)明還涉及一種可更換的燈組件，所述可更換的燈組件包括一個(gè)被固定在一對(duì)端蓋之間的輸水管道和用于照射所述管道的燈泡組件。所述管道用作一個(gè)可在其中對(duì)微生物和其他雜質(zhì)進(jìn)行處理的反應(yīng)容器?？梢允褂门c所述端蓋配合的封閉體以形成包圍所述紫外線燈泡組件和管道的密閉容器。所述燈組件也可以包括兩個(gè)或多個(gè)在端蓋之間延伸的管道。所述燈組件通常是獨(dú)立的而且可以被容易安裝到測試裝置或水處理系統(tǒng)中。
本發(fā)明的另一個(gè)方面是使用冷凝元件以對(duì)燈泡組件在其燈絲之間的中間部分進(jìn)行冷卻。使一種諸如汞的可冷凝的材料于燈泡在其燈絲之間的中間部分上冷凝，從而使所述中間部分被冷卻。當(dāng)所述燈組件被通電時(shí)，在所述冷凝的汞位于所述燈絲之間的電弧路徑時(shí)，所述冷凝的汞可被迅速地重新汽化。相反，當(dāng)所述冷凝的汞位于所述電弧路徑之外時(shí)，在所述燈組件被重新通電時(shí)，使所述冷凝的汞完全汽化需要更多時(shí)間。汞在所述電弧路徑中的冷凝有助于使所述燈組件在較短時(shí)段內(nèi)達(dá)到光強(qiáng)度的臨界值。在燈泡和輸送冷水的管道之間延伸的冷凝元件可用作一種能夠?qū)襞葜信c冷凝元件接觸的中間部分進(jìn)行冷卻的散熱器。如果所述冷凝元件是彈性的，那么所述冷凝元件還可起到減震的作用。
本發(fā)明的另一個(gè)特征是使用充滿一種熒光染料的塑料光管以將紫外光轉(zhuǎn)換成可見光。這種轉(zhuǎn)換使由燈組件產(chǎn)生的紫外光的相對(duì)強(qiáng)度容易地被一種比較便宜的可見光檢測器檢測。所述光管可包括拋光的且有角度的表面以接收入射的紫外光并使光管在可以檢測可見光強(qiáng)度的特定發(fā)射表面處發(fā)射出可見光。熒光染料的顏色最好處于綠色波長的范圍內(nèi)。
另一個(gè)特征是使用感應(yīng)耦合的底座部分和燈組件以提供殺死通過水處理系統(tǒng)的微生物所需的紫外光照射。另外，在底座部分、過濾器組件和燈組件上的靈敏芯片之間的射頻識(shí)別(RFID)和通信聯(lián)系可提供諸如過濾器和燈的壽命和用法的關(guān)于水處理系統(tǒng)的運(yùn)行、特定的過濾器組件或燈組件的識(shí)別的信息以及其他所需信息。感應(yīng)耦合和RFID的使用可使所述過濾器組件和燈組件在不與底座部分硬連線的情況下運(yùn)行。所述底座部分將包括微處理器以控制所述水處理系統(tǒng)的運(yùn)行。
本發(fā)明的一個(gè)目的是，提供一種WTS設(shè)備，所述WTS設(shè)備無需在可移開的燈組件和為燈組件通電的底座部分之間建立直接的實(shí)際電連接。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是，提供一種WTS設(shè)備，所述WTS設(shè)備具有帶初級(jí)繞組的底座部分和帶次級(jí)繞組的燈組件，所述初級(jí)繞組為所述次級(jí)繞組提供能量以為燈組件通電，從而在WTS設(shè)備中產(chǎn)生高強(qiáng)度的紫外光。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是，提供一種在WTS設(shè)備中的反射器組件，其中紫外線燈泡組件所產(chǎn)生的紫外光被反射和聚焦到一個(gè)或多個(gè)輸送需要處理的水的管道上，同時(shí)使到達(dá)紫外線燈泡組件并被紫外線燈泡組件吸收的反射光達(dá)到最少。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是，提供一種WTS設(shè)備，其中過濾器組件以相互配合的方式安裝在底座部分和燈組件上以使水通過所述過濾器組件，并且當(dāng)將所述過濾器組件從所述底座部分和燈組件上移開時(shí)，所述過濾器組件是自密封的以防止水從所述過濾器組件溢出。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是，提供一種具有穩(wěn)定器和燈組件的WTS設(shè)備，其中紫外線燈泡組件在起動(dòng)后實(shí)際上能瞬間產(chǎn)生足夠高強(qiáng)度的紫外光，因此可使所述燈組件間歇地運(yùn)行同時(shí)維持所需的微生物殺滅率。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是，提供一種WTS設(shè)備，所述WTS設(shè)備間歇地運(yùn)行并具有帶一對(duì)以定距離間隔的燈絲的紫外線燈泡組件和與所述紫外線燈泡組件接觸的散熱器以便在紫外線燈泡組件的燈絲之間形成冷卻點(diǎn)，其中當(dāng)紫外線燈泡組件被斷電時(shí)，至少一種被電離的氣體在燈絲之間的冷卻點(diǎn)附近冷凝。這樣當(dāng)紫外線燈泡組件被重新通電時(shí)可使冷凝氣體被迅速地重新電離。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是，提供一種光管，所述光管能夠接收紫外光，發(fā)出熒光并輸出與入射的紫外光在強(qiáng)度上基本成線性比例的可見光。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是，在一個(gè)或多個(gè)過濾器和燈組件中提供靈敏芯片，所述靈敏芯片與在底座部分上的電子組件進(jìn)行信息交流(transponds)以記錄過濾器和燈組件的使用信息。
附圖的簡短描述從下面的詳細(xì)描述中、后面的權(quán)利要求中以及附圖中將很容易看出本發(fā)明的這些及其他的特征、目的和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中

圖1是本發(fā)明所涉及的WTS設(shè)備的透視圖；圖2是該WTS設(shè)備的左側(cè)視圖；圖3是該WTS設(shè)備的后視圖；圖4是該WTS設(shè)備的底座部分的透視圖，其中該WTS設(shè)備的頂罩已被移開并且過濾器組件和燈組件也已從底座部分中被取出；圖5是該WTS設(shè)備的主要部件的分解透視圖；圖6A-E是過濾器組件的分解圖、正視圖、沿圖6B中的線6C-6C所得到的截面圖、關(guān)于圖6C中由6D所表示的被包圍區(qū)域的局部放大圖以及關(guān)于圖6C中由6E所表示的被包圍區(qū)域的局部放大圖；圖7A-F是底座和內(nèi)套的頂部透視圖、底部透視圖、前正視圖、沿圖7C中的線7D-7D所得到的截面圖、頂部平面圖和底部平面圖；圖8A-C是燈組件的分解透視圖、正視圖和頂部平面圖；圖9A-C是所述燈組件的底部部件的分解透視圖、頂部平面圖和沿圖9B中的線9C-9C所得到的截面圖；圖10A-E是所述燈組件的底部組件的分解透視圖、正視圖、底部平面圖、側(cè)視圖和頂部平面圖；圖11A-C是所述底部組件的底部支撐件的透視圖、頂部平面圖和底部平面圖；圖12A-C是所述底部組件的底部護(hù)罩的透視圖、頂部平面圖和底部平面圖；圖13A-C是次級(jí)繞組的透視圖、線卷的頂部平面圖和沿圖13B中的線13C-13C的線卷的截面圖；圖14是靈敏芯片的透視圖；
圖15A-B是光管的后透視圖和后正視圖；圖16是頂部支撐組件的分解透視圖；圖17是頂蓋的底部透視圖；圖18是頂部護(hù)罩的頂部透視圖；圖19是燈組件的分解透視圖；圖20A-B是封閉體的內(nèi)部正視圖和側(cè)視圖；圖21A-B是反射器的透視圖和頂部端視圖；圖22是燈組件的截面圖，其中示范性地顯示被反射的紫外光線；圖23A-D是紫外線燈泡組件的正視圖、處于直立狀態(tài)的示意圖、處于倒立狀態(tài)的示意圖以及帶有散熱器并處于直立狀態(tài)的示意圖；圖24是關(guān)于圖23B-D中所示紫外線燈泡組件產(chǎn)生的相對(duì)光強(qiáng)度的圖表；圖25A-F是光管的放大的正面透視圖、頂視圖、后視圖、正視圖、底視圖和側(cè)視圖；圖26A-C是底部護(hù)罩組件的頂部平面圖、底部平面圖和分解透視圖；圖27A-F是電子組件的后部透視圖、前正視圖、后正視圖、頂部平面圖、側(cè)視圖和底部平面圖；圖28A-D是出口杯組件的底部透視圖、頂部平面圖、沿圖28B中的線28C-28C所得到的截面圖和沿圖28B中的線28D-28D所得到的截面圖；圖29A-C是進(jìn)給閥的分解圖、正視圖和沿圖29B中的線29C-29C所得到的截面圖；圖30A-C是內(nèi)套組件的分解透視圖、頂部平面圖和底部平面圖；圖31A-D是內(nèi)套和出口杯組件的透視圖、底部平面圖、前視圖、沿圖31B中的線31D-31D所得到的截面圖；圖32A-C是前護(hù)罩和透鏡組件的分解透視圖、頂部平面圖和前視圖；圖33A-C是所述前護(hù)罩的后部透視圖、后部正視圖和頂部平面圖；圖34A-E是后護(hù)罩的前透視圖、后透視圖、頂部平面圖、后視圖和側(cè)視圖；圖35A-B是頂部護(hù)罩組件的前透視圖和頂部平面圖；
圖36A-D是所述頂部護(hù)罩的前透視圖、前正視圖、沿圖36B中的線36C-36C所得到截面圖和頂部平面圖；圖37是所述WTS設(shè)備的沿圖3中的線37-37所得到的放大的截面圖；圖38是沿圖2中的線38-38所得到的放大的截面圖；圖39是沿圖40中的線39-39所得到的放大的截面圖；圖40是沿圖39中的線40-40所得到的截面圖；圖41是沿圖39中的線41-41所得到的截面圖；圖42是沿圖39中的線42-42所得到的截面圖；以及圖43是沿圖39中的線43-43所得到的截面圖。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最好方式圖1中示出了本發(fā)明所涉及的示范性的水處理系統(tǒng)(WTS)設(shè)備20的透視圖。圖2和3分別是WTS設(shè)備20的左側(cè)視圖和后視圖。圖4是表示W(wǎng)TS設(shè)備的主要部件的分解圖，所述WTS設(shè)備包括底座部分22、燈組件24和過濾器組件26。燈組件24和過濾器組件26可以單獨(dú)地從底座部分22上移開和更換?？上葘⑦^濾器組件26從底座部分22上移開，然后再將燈組件24從底座部分22上卸下。同樣，也可先將燈組件24安裝到底座部分22上。然后，當(dāng)WTS設(shè)備20被重新裝配時(shí)，以同軸的方式將過濾器組件26放置于燈組件24上并且插裝在底座部分22上。
現(xiàn)在，參見圖1-3，WTS設(shè)備的外部是由底部護(hù)罩32、后護(hù)罩34、前護(hù)罩36和頂部護(hù)罩40形成的。透鏡42安裝在前護(hù)罩36中的開口中。透鏡42調(diào)節(jié)WTS設(shè)備操作參數(shù)的可視顯示。圖2是WTS設(shè)備20的左側(cè)視圖，而圖3是WTS設(shè)備20的后視圖。用來接收電力的電源插頭組件44位于后護(hù)罩43的背面。圖4中顯示的是，在將過濾器組件26和燈組件24從底座部分22上移開以前，首先移開頂部護(hù)罩40。
現(xiàn)在參見圖5，圖5是WTS設(shè)備的主要部件的透視圖。底座部分22包括帶三個(gè)內(nèi)套蓋52的內(nèi)套50、進(jìn)給閥組件54、帶有出口杯58的出口杯組件56、具有底部護(hù)罩32以及進(jìn)口彎頭62和出口彎頭64的底部護(hù)罩組件60以及電子組件66。這些部件被封裝于底部護(hù)罩32、前護(hù)罩36和透鏡42、后護(hù)罩34以及頂部護(hù)罩40內(nèi)。還示出了磁體固定件68和與頂部護(hù)罩40相連的磁鐵70。如果沒有以適當(dāng)?shù)姆绞綄㈨敳孔o(hù)罩40與磁鐵70設(shè)置于WTS設(shè)備的其它部分的頂上，磁鐵70的磁場就不會(huì)被電子組件66上的傳感器檢測到，那么WTS設(shè)備20就不會(huì)被通電。
燈組件24包括底部組件72、次級(jí)繞組74、底部支撐組件76、頂部支撐組件78、一對(duì)石英套筒80、紫外線燈泡組件82和一對(duì)相互配合的封閉體和反射器組件86。過濾器組件26包括具有濾塊90的濾塊組件88、底座和內(nèi)套92、螺紋環(huán)94、過濾器殼體96和彈性過濾器殼體夾緊件98。
下面將分別對(duì)上述部件進(jìn)行更詳細(xì)的描述。然后，利用WTS設(shè)備的多個(gè)截面圖對(duì)各種部件的組裝和配合進(jìn)行描述。
A.過濾器組件參見圖6A-E，過濾器組件26包括濾塊組件88、帶圓頂?shù)膱A筒形過濾器外殼96、入口制逆球100、出口制逆球102、底座和內(nèi)套92、過濾器螺紋環(huán)94、濾塊墊圈104和過濾器殼體夾緊件98。在本示范性實(shí)施例中，過濾器殼體夾緊件98是彈性的并由橡膠制成。過濾器殼體夾緊件98被延展并以摩擦的方式安裝于過濾器外殼96的上部圓頂端上。濾塊組件88具有設(shè)置在底部過濾器端蓋106和頂部過濾器端蓋108之間的環(huán)形碳?jí)K90。濾塊組件88還具有包圍碳?jí)K90外周邊的碳套110。碳套110是由尼龍網(wǎng)構(gòu)成的，所述碳套110用于過濾或捕獲任何試圖徑向向內(nèi)穿過碳?jí)K90的大的顆粒。靈敏芯片112被固定在底座和內(nèi)套92的底部中。靈敏芯片112用于記錄與過濾器的使用相關(guān)的參數(shù)。電子組件66上的傳感器以感應(yīng)的方式通電并與靈敏芯片112相連通以獲取關(guān)于過濾器使用的詳細(xì)情況。
見圖6C-D，濾塊組件88被設(shè)置于過濾器殼體96并抵靠在濾塊墊圈104以及底座和內(nèi)套92的下部上。濾塊墊圈104被夾在底座和內(nèi)套92中的溝槽中。碳?jí)K組件88被擰在過濾器螺紋環(huán)94上。而利用一種焊接工藝使過濾器螺紋環(huán)94被永久地固定于底座和內(nèi)套92上。過濾器外殼96在其開口端被焊接到底座和內(nèi)套92的外周邊上。入口制逆球100以可移動(dòng)的方式被夾持在底座和內(nèi)套92的底部附近，同時(shí)出口制逆球102以可移動(dòng)的方式被夾持在底座和內(nèi)套92的頂上并且處于濾塊組件88的頂部端蓋108下方。
見圖6D，底部過濾器端蓋106具有環(huán)形轂部114，環(huán)形轂部114支撐水平延伸的環(huán)形托盤部分116。內(nèi)螺紋120形成在轂部114的徑向內(nèi)表面上。托盤部分116中形成有四道同心的溝槽122，托盤部分116還有內(nèi)凸緣124和外凸緣126。碳?jí)K90的底部被支撐在托盤部分116上并被夾于內(nèi)凸緣124和外凸緣126之間?，F(xiàn)在參見圖6E，頂部過濾器端蓋108包括具有內(nèi)凸緣132和外凸緣134的環(huán)形托盤部分130、環(huán)形蓋部分136和開口向下的夾球杯部分140。盡管沒有清楚地示出，但是托盤部分130還包括與碳?jí)K90相對(duì)設(shè)置的四個(gè)同心溝槽。上部端蓋108被設(shè)置成可在內(nèi)套92上部的頂上以移動(dòng)的方式捕獲出口制逆球102的形式。
過濾器殼體96包括封閉式圓頂端部142和圓筒形部分144。如圖6C-D中所示，圓筒形部分144的開口端是厚度較小的端部146，端部146被設(shè)計(jì)成永久地與底座和內(nèi)套92相連的形式。EMA帶148位于形成在端部146和底座和內(nèi)套92的外周邊之間的間隙中以便于焊接。
底座和內(nèi)套92分別示出在圖7A-F中。底座和內(nèi)套92包括底部150、中間圓筒形部分152和頂部154。頂部154包括盤狀端蓋156，盤狀端蓋156帶有貫穿盤狀端蓋156的出口160。三個(gè)在周向上彼此隔開的弧形凸起162圍繞著出口160并用于包圍出口制逆球102并使之定位。球座164圍繞著出口160的周邊。圓筒形部分152的上端包括階梯部分166，所述階梯部分166被制作成與燈組件24的相應(yīng)部分(未示出)接合的形式。
從圖6D中可以清楚地看出，底部150包括用于接收濾塊墊圈104的墊圈溝槽170、被球座174包圍的入口172和用于引導(dǎo)入口制逆球100的三個(gè)相互配合并在周向上彼此隔開的弧形凸起176。參見圖7A-D，三個(gè)在周向上彼此隔開的傾斜的扇形部分178和L型夾持柄腳180形成在底部150的基底上以使過濾器組件26被插裝在內(nèi)套50中。當(dāng)將過濾器組件26從底座組件22上拆下時(shí)，傾斜的扇形部分178有助于提升過濾器組件26并使之離開底座組件22。其中具有開口186的矩形靈敏芯片夾持腔184也形成在底部150的基底上。開口186的尺寸是以這樣的方式被設(shè)置的，即，可以干涉配合或壓配合的方式固定靈敏芯片112。靈敏芯片112用于記錄信息并向電子組件66傳輸信息。
過濾器螺紋環(huán)94包括外螺紋192。過濾器螺紋環(huán)94的內(nèi)徑向周邊的尺寸是以這樣的方式被設(shè)置的，即，使其能夠與底座和內(nèi)套92的圓柱形部分152的外徑緊密配合。如圖6C和D中所示，以聲波焊接(sonically)的方式將過濾器螺紋環(huán)94焊接于與底部150相鄰的底座和內(nèi)套92的圓柱形部分152上。
過濾器組件26的組裝過程如下。將過濾器螺紋環(huán)94放置于與底部150相鄰的底座和內(nèi)套92的圓柱形部分152上。利用聲波焊接方法將過濾器螺紋環(huán)94永久地連接在圓柱形部分152上。將入口制逆球100設(shè)置在相互配合的凸起176內(nèi)并抵靠在球座174上。類似地，將出口制逆球102設(shè)置在凸起162內(nèi)并抵靠在球座164上。濾塊墊圈104位于底座和內(nèi)套92的底部150的濾塊溝槽170內(nèi)。接著使底座和內(nèi)套92的圓柱形部分152在濾塊組件88的內(nèi)徑向周邊內(nèi)滑動(dòng)。這樣出口制逆球102被捕獲在凸起162內(nèi)并位于過濾器組件26的上部端蓋108的杯部140下方。然后將濾塊組件88擰于過濾器螺紋環(huán)94上并壓緊在緊濾塊組件88與底座和內(nèi)套92之間的墊圈104。將過濾器殼體96放置在濾塊組件88上并壓靠在底部150上。利用EMA帶148將過濾器殼體96的端部146(EMAWELD)焊接到底部150的徑向外部，這樣形成了密閉的壓力容器或過濾器組件26。靈敏芯片112被壓入到夾持腔184中。
在WTS設(shè)備20的運(yùn)行過程中，水沿著圖6C-D中的箭頭所示的路徑流過過濾器組件26。帶有一定壓力的水在過濾器的入口172處被引入并將入口制逆球100從其球座174中頂起。(應(yīng)該注意的是，由于入口制逆球100和球座174形成單向止回閥，因此水不能從過濾器組件26通過過濾器的入口172回流。)水充填到在濾塊組件88的底部過濾器端蓋106下方和在底座和內(nèi)套92的底部150上方所形成的環(huán)形區(qū)域內(nèi)。接著，水向上流到在碳?jí)K90的徑向外部和過濾器殼體96的內(nèi)部之間所形成的環(huán)形區(qū)域。水進(jìn)入碳?jí)K90的徑向外周邊并且當(dāng)水通過碳?jí)K90的徑向內(nèi)周邊時(shí)被過濾。接著，水在碳?jí)K90與底座和內(nèi)套92的圓柱形部分152之間所形成的環(huán)狀空間內(nèi)被接收。然后，水必須向上流到底座和內(nèi)套92的頂部154上方和蓋部136的下方。出口制逆球102位于球座164內(nèi)并防止水從過濾器組件26流出，除非出口制逆球102被向上移動(dòng)。如稍后將描述的，只有當(dāng)過濾器組件26被正確地放置于燈組件24上時(shí)，才出現(xiàn)這個(gè)情況。當(dāng)將過濾器組件26從底座組件22上拆下并從燈組件24上提起時(shí)，出口制逆球102將位于球座164內(nèi)并且保留在過濾器組件26中的水將仍然被保留在過濾器組件26內(nèi)。
B.燈組件圖8A-C示出了燈組件24。燈組件24包括底部組件72、次級(jí)繞組74、底部支撐組件76、頂部支撐組件78、一對(duì)石英套筒80、紫外線燈泡組件82、冷凝O形密封圈84和一對(duì)相互配合的封閉體和反射器組件86。
圖9A-C示出了底部組件72?；窘M件72包括杯狀底座200、出口O形密封圈202、橢圓形密封件(Oval manifold seal)204和制逆球206。底座200有圓柱形壁210和底壁212。橢圓形壁214從底壁212向上延伸并且在橢圓形壁214的外表面上具有橢圓形密封階梯216。位于橢圓形壁214內(nèi)的是帶有凹穴222的底壁220，凹穴222用于接收制逆球206。定位溝槽224沿著圓柱形壁210的內(nèi)側(cè)垂直延伸。位于圓柱形壁210上的是光管凹穴226。出口228形成在設(shè)置于底壁212下方的轂部230中。一對(duì)L形卡口元件232形成在底壁212下方?？谠?32用于在WTS設(shè)備20被組裝時(shí)能夠以可松脫的方式將燈組件24固定在出口杯58上。溝槽234形成在轂部230的外側(cè)以容納出口O形密封圈202。橢圓形密封件204抵靠在橢圓形密封階梯216上。
當(dāng)將紫外線燈泡組件24從底座組件22上拆下時(shí)，制逆球206能夠防止水從燈組件24中流出。從圖37和38中可以清楚地看出，橢圓密封件204用于在底部組件72和底部支撐組件76之間形成密封。出口O形密封圈202用于在底部組件72和出口杯58的內(nèi)側(cè)之間形成密封。
底部支撐組件76示出在圖10A所示的分解圖和圖10B-E所示的裝配圖中。底部支撐件240與底部護(hù)罩242相互配合以使一對(duì)密封圈244被包圍在其中。熱敏電阻246與底部護(hù)罩242相連。如下面將詳述的，靈敏芯片250和光管252被固定在底部支撐組件76內(nèi)。靈敏芯片250和電子組件66電的方式相通。靈敏芯片250測量燈組件24的各種操作參數(shù)。光管252將來自于燈組件24內(nèi)的紫外光轉(zhuǎn)變?yōu)榭杀浑娮咏M件66上的光傳感器感測到的可見光。熱敏電阻246用于感測燈組件24內(nèi)的溫度?；蛘?，可利用單獨(dú)的溫度感測線路控制WTS設(shè)備內(nèi)的溫度。WTS設(shè)備20將被自動(dòng)地接通以防止WTS設(shè)備20內(nèi)的水凍結(jié)。
圖11A-C中示出了底部支撐件240。一對(duì)底杯260分別具有用于夾持O形密封圈244的O形密封圈座262。出水口264位于每個(gè)杯260的底部。一對(duì)矩形卡口開口266用于將次級(jí)繞組74固定在底部支撐件240下方。八個(gè)定位肋條形成在外周邊上以將底部支撐件240定位在底座200的溝槽224內(nèi)。一對(duì)U形槽270和一對(duì)L形槽272位于底部支撐件240的外周邊處。蝴蝶結(jié)形支撐件274形成在底部支撐件240的中心處并且在以聲波焊接的方式將底部護(hù)罩242焊接到底部支撐件240上時(shí)能夠起到能量分流器的作用。從圖11C中可以清楚地看到，在底部支撐件240的底部上設(shè)置橢圓形壁276并且橢圓形壁276用于與底部組件72的橢圓形壁214(圖9A)對(duì)接并且包圍橢圓形壁214。具有引導(dǎo)孔282的支撐結(jié)構(gòu)件280位于中心處。兩對(duì)長定位肋條284和短定位肋條286形成T形結(jié)構(gòu)件。肋條284和286的自由端以及橢圓形壁276的端部用于引導(dǎo)次級(jí)繞組74的內(nèi)徑向圓周。
底部護(hù)罩242分別地示出在圖12A-C中。一對(duì)頂杯290是以這樣的方式設(shè)置的，即，使它們與底部支撐件240上的底杯260相對(duì)并且使O形密封圈244夾于底杯260和頂杯290之間。每個(gè)杯290中的開口292適于接收石英套筒80的下端(圖8A)。六個(gè)向上延伸的肋條294以一種基本上為橢圓的方式排列以捕獲紫外線燈泡組件82的下端(圖8A)?；旧蠟榫匦蔚陌佳?96的尺寸是這樣設(shè)定的，即，能夠接收在其內(nèi)部的靈敏芯片250和光管252的燕尾形底座(圖15B)。凹穴296的上部由被四個(gè)向內(nèi)延伸的楔形肋條300限定。肋條300相互配合以便將光管252固定在燕尾形支承座中。凹穴296的底部是由中間交叉元件302和端部交叉元件304形成的。導(dǎo)線開口306形成在位于凹穴296中與底部支撐件240相對(duì)一側(cè)上的凸臺(tái)310中。導(dǎo)線開口306適于安裝熱敏電阻246。另外，四個(gè)三角形的肋條312形成在底部護(hù)罩240上并且用于使封閉體組件76定位。頂杯290的下側(cè)314形成用于夾持O形密封圈244的座(圖10A)。
圖13A中示出了次級(jí)繞組74。繞組74包括環(huán)形線軸320，環(huán)形線軸320具有纏繞于其上的線卷326。線卷326上的導(dǎo)線纏繞了55圈。線軸320包括一對(duì)在直徑上相互隔開的夾持柄腳322和一對(duì)帶有孔的凸臺(tái)324。一對(duì)導(dǎo)線330貫穿帶有孔的凸臺(tái)324。夾持柄腳322被設(shè)計(jì)成被固定在底部支撐件240中的柄腳開口266(圖11A-C)內(nèi)的形式以將次級(jí)繞組74固定在底部支撐組件76下方(圖8A)。
圖14中示出了靈敏芯片250。靈敏芯片250具有主體340，主體340具有嵌在或模制在其中的計(jì)算機(jī)芯片342。主體340包括矩形部分344和楔形部分346。計(jì)算機(jī)芯片342滑入到凹穴296中并且與矩形部分344之間保持干涉配合，楔形部分346向外延伸。
圖15A和B中示出了光管252。光管252包括曲線形部分350和安裝塊部分352。楔形燕尾部分354在安裝塊352的外側(cè)上。楔形燕尾部分354與凹穴296的四個(gè)楔形肋條312(圖12A-C)接合以牢固地將光管252緊固于底部護(hù)罩242上。曲線形部分350包括被拋光的頂表面360，頂表面360能夠接收來自于燈組件24內(nèi)的紫外光。紫外光使光管252發(fā)出熒光和發(fā)射出可見光，可見光被反射并傳輸?shù)焦夤?52的外表面362上。曲線形內(nèi)表面364面對(duì)著紫外線燈泡組件82的底部，當(dāng)燈組件運(yùn)行時(shí)，曲線形內(nèi)表面364與頂面360相比實(shí)際接收的紫外光相當(dāng)少。稍后將結(jié)合燈組件24的操作對(duì)光管252進(jìn)行更詳細(xì)的描述。
圖16是頂部支撐組件78的分解圖。頂部支撐組件78的部件包括頂蓋366、頂部護(hù)罩368、入口O形密封圈370和一對(duì)石英O形密封圈372。圖17和18中分別示出了頂蓋366和頂部護(hù)罩368。頂蓋366具有盤狀體374，盤狀體374具有從其頂側(cè)向上延伸的按鈕376。當(dāng)將過濾器組件26放置于燈組件24上時(shí)，可對(duì)按鈕376進(jìn)行操作以使過濾器組件26的出口制逆球102離開球座。凸緣380包圍外周邊，凸緣380具有用于接收入口O形密封圈370的溝槽382。一對(duì)頂杯384設(shè)置在盤狀體374的下側(cè)。密封臺(tái)階386形成在頂杯384內(nèi)。開口388貫穿頂蓋366。頂部護(hù)罩368具有圓形主體390，圓形主體390中形成有適于與頂杯384配合的凹槽392。一對(duì)開口394貫穿頂部護(hù)罩368。石英O形密封圈372夾在頂杯384和凹槽392之間以便在燈組件24的裝配過程中為頂部支撐組件78提供能夠在石英套筒80周圍進(jìn)行密封的密封裝置。
圖19是燈組件24的分解圖。圖20A-B示出了封閉體400的正視圖和側(cè)視圖。每一個(gè)封閉體和反射器組件86包括一個(gè)封閉體400和一個(gè)反射器402。每一個(gè)封閉體400包括一個(gè)連接在一對(duì)平面部分405之間的曲線形中心部分404。在每一個(gè)封閉體400的底部上具有一對(duì)L形的夾持柄腳406。沿著每個(gè)封閉體400的縱向周邊具有凸緣407，凸緣407具有多個(gè)銷408和配合孔410。當(dāng)被壓合在一起時(shí)，封閉體400相互配合在一起并且相對(duì)的銷408和孔410以相互配合的方式裝配在一起。在封閉體400的頂部具有相對(duì)的下凸緣412和上凸緣414，在下凸緣412和上凸緣414之間形成蓋接收間隙416。當(dāng)裝配燈組件24時(shí)，間隙416接收頂部支撐組件78。大致為矩形的開口420形成在封閉體400的頂部中以容納彈性O(shè)形密封圈370的一部分。在每個(gè)封閉體400的底部上具有一個(gè)外凸緣422和一個(gè)內(nèi)凸緣424。內(nèi)凸緣424被設(shè)計(jì)成包圍底部支撐組件76的形式。外凸緣422被底座200接收。夾持柄腳406被接收到底座200內(nèi)表面上的溝槽內(nèi)。封閉體400具有多個(gè)在縱向上相互隔開的肋條426以增加結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
圖21A和B示出了示范性的反射器402。反射器402的橫截面通常為Ω形狀，反射器402具有凸緣430和中心曲線形部分432。曲線形部分432包括恒定半徑部分434和收斂半徑部分436。恒定半徑部分434在大約90°角的范圍內(nèi)延伸。中心曲線形部分432的曲率半徑是恒定的。而收斂半徑部分436的曲率半徑從拐點(diǎn)438到凸緣430是減小的。
從圖22中可以看出，這種被設(shè)計(jì)成Ω形的反射器402能夠增強(qiáng)紫外光線在石英套筒80上的聚焦或反射同時(shí)能夠使被反射或聚焦到紫外線燈泡組件82的燈泡440上光線達(dá)到最少。從燈泡440表面上的點(diǎn)以與燈泡440表面垂直或正交的方式傳播的光線在臨近凸緣430的收斂半徑部分436上具有最大的反射角，正交光線的反射角隨著向著拐點(diǎn)438移動(dòng)而減小。也就是說，燈泡440的部分越接近反射器402，反射器402所提供的反射角越大，從而有助于避免正交光線返回到紫外線燈泡組件82。類似地，以不足以直接將光線彈到石英套筒80上的角度照射到反射器402上的光線可能會(huì)照射反射器402的其它部分一次或多次，并且隨后照射石英套筒80而不是照射到發(fā)射燈泡440上。使用這些Ω形狀的反射器402與使用橫截面完全是圓形的并圍繞著燈泡440的反射器相比，估計(jì)在直接或在3次反射內(nèi)照射石英套筒或者從內(nèi)鏡面彈回的光線強(qiáng)度方面增加了40％。在優(yōu)選實(shí)施例中，反射器402是用鋁制成的，并且反射器402的內(nèi)部被拋光以增強(qiáng)反射率。反射器402應(yīng)該用反射不是吸收在電磁頻譜的紫外線范圍內(nèi)的光線的材料制成的。盡管反射器402最好具有基本光滑且連續(xù)的曲線形內(nèi)表面，但是也可使用具有刻面的反射器，只要刻面能增強(qiáng)離開燈泡440并射向石英套筒80的反射光線的換向或聚焦性能即可。
圖23A示出了紫外線燈泡組件82。紫外線燈泡組件82包括兩個(gè)并排的發(fā)射燈泡440，在所述兩個(gè)燈泡440之間有一條能夠使氣體通過的上部通道442。一對(duì)燈絲444與相應(yīng)的成對(duì)導(dǎo)線446電連接。導(dǎo)線446穿過紫外線燈泡組件82的底座448。導(dǎo)線436與次級(jí)繞組74相連以為燈組件24供電。紫外線燈泡組件82內(nèi)充填有一種氖-氬(Ne-Ar)混合氣體，氖-氬(Ne-Ar)混合氣體最好以99∶1的比例混合。也可以預(yù)見，混合比例從50∶50到99.5∶0.5的混合物都可以用于本發(fā)明中。在燈泡440中也可充填汞(Hg)，汞(Hg)在室溫下處于凝固狀態(tài)。汞(Hg)在紫外線燈泡組件82的工作過程中被汽化。氖-氬混合氣體用作一種起動(dòng)器以有助于使汞(Hg)處于等離子態(tài)。與常規(guī)的使用諸如氬氣超過50％的氣體的紫外線燈泡組件相比，使用氖-氬混合氣體能夠產(chǎn)生較高的瞬間光輸出。與在常規(guī)的紫外線燈泡組件中發(fā)現(xiàn)的相比，氖-氬混合氣體的使用在燈泡440內(nèi)壁溫較高的情況下也能提供了較高的總穩(wěn)定性。這對(duì)于在寒冷天氣或寒冷的運(yùn)行條件下諸如冷水流過WTS設(shè)備20時(shí)是尤其重要的。與以前用于WTS設(shè)備的紫外線燈泡組件相比，這些特點(diǎn)有助于提高強(qiáng)度和縮短起動(dòng)時(shí)間。
從燈絲444傳遞來的能量向上發(fā)出電弧，電弧通過通道444然后往下達(dá)到另一個(gè)燈絲444。在這個(gè)過程中，氣體被激發(fā)和產(chǎn)生光。在陰極預(yù)熱期間，燈絲產(chǎn)生橘紅電離。當(dāng)氖-氬混合氣體開始被激發(fā)時(shí)，產(chǎn)生紅光。最后，氖-氬混合氣體的電離迫使Hg汽化并產(chǎn)生波長為254納米的紫外光。最有效地殺滅通過燈組件24的石英套筒80的微生物的是紫外光。
冷凝O形密封圈84用于防止紫外線燈泡組件84與石英套筒80接觸。O形密封圈84還用作一種將熱量從燈泡440傳遞到石英套筒80的散熱器，在WTS設(shè)備20的運(yùn)行期間，較冷的水通過所述石英套筒80。在紫外線燈泡組件82開始被激發(fā)和運(yùn)行后，燈泡440中與密封圈84直接接觸的部分的溫度略低于燈泡中與該部分相鄰的其他部分的溫度。因此，無論燈組件24何時(shí)關(guān)閉，被汽化的汞等離子體都會(huì)在與冷凝O形密封圈84相鄰的燈泡440內(nèi)冷凝。在沒有冷凝O形密封圈84的情況下，更多的汞將會(huì)在燈絲444下方的燈組件82的底座處冷凝。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，存在冷凝O形密封圈84的情況與不存在冷凝O形密封圈24的情況相比，燈組件24能被更快地達(dá)到一個(gè)預(yù)定強(qiáng)度。這是因?yàn)楣跓艚z444之間的電弧通道中冷凝，而不是在燈絲444下方和電弧通道外部冷凝。
圖23B-D示出了在三個(gè)實(shí)驗(yàn)條件下運(yùn)行的紫外線燈泡組件82。圖24以圖表的形式示出了這些部件的輸出。如圖23B中所示，在第一種情況下，以直立的方式放置紫外線燈泡組件82，然而沒有冷凝O形密封圈84。如圖23C中所示，在第二種情況下，以倒置的方式放置紫外線燈泡組件82，這樣被冷凝的汞會(huì)降至燈泡440中遠(yuǎn)離底座448的端部。同樣，也沒有散熱器。最后，如圖23D中所示，以直立的方式放置帶有冷凝O形密封圈84的紫外線燈泡組件82，并且紫外線燈泡組件82具有一個(gè)用作散熱器的黃銅棒以進(jìn)行散熱。在兩個(gè)獨(dú)立的時(shí)間t1和t2處記錄這些實(shí)驗(yàn)中的紫外線燈泡組件82的光強(qiáng)度輸出。相對(duì)于在時(shí)間t2處記錄的最高輸出對(duì)這些輸出進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。
從圖24中所示的圖表可以看出，對(duì)于紫外線燈泡組件82的底部朝下并使用散熱器的第三種情況，在時(shí)間t2處產(chǎn)生為1.0的最高標(biāo)準(zhǔn)化強(qiáng)度。在底部被顛倒或朝上并且沒有使用散熱器的第二個(gè)實(shí)施例中出現(xiàn)的第二最佳結(jié)果是產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)化輸出為在第三種情況所產(chǎn)生的0.84倍。最后，在沒有使用散熱器且紫外線燈泡組件82以直立的方式被放置的第一種情況下，紫外線燈泡組件82的起動(dòng)最慢，強(qiáng)度僅為在底部朝下/帶有散熱器的第三種情況下所產(chǎn)生的強(qiáng)度的0.56倍。因此，在本發(fā)明中，在需要使用實(shí)際上能夠瞬間起動(dòng)且具有強(qiáng)度的紫外線燈泡組件82的情況下，最好具有冷凝O形密封圈84。這種迅速增加到最大強(qiáng)度的方式使燈組件24間歇地運(yùn)行而連續(xù)運(yùn)行同時(shí)仍然能夠充分地對(duì)微生物進(jìn)行殺滅。盡管在本實(shí)施例中沒有使用，但是也可使用其它輔助散熱器，例如在O形密封圈84上纏繞的鋁箔。
現(xiàn)在將對(duì)光管252進(jìn)行更詳細(xì)的描述。光管252最好用型號(hào)為V826的丙烯酸制成，它基本上是純的，其中混有1％的熒光綠色染料。所述綠色染料是由Uniform Color of Holland，Michigan出售的型號(hào)為60-3170的綠色染料。當(dāng)該染料受到紫外光(例如波長為254納米的光)的照射時(shí)能夠發(fā)出熒光，從而發(fā)出在綠色范圍內(nèi)的可見光。已經(jīng)證實(shí)，綠色能夠提供使光非常有效地穿過光管252進(jìn)行傳播，而其他顏色則嚴(yán)重抑制光穿過光管進(jìn)行傳播。例如，由紫外線燈組件72中的汞產(chǎn)生的藍(lán)光部分確實(shí)可以通過光管252，這樣當(dāng)紫外光沒有照射光管252時(shí)，從WTS設(shè)備10的外側(cè)看過去，這種光是可見的。因此，用戶可以藍(lán)光的存在情況得知燈組件24是否在運(yùn)行。然而，這樣使能夠穿過光管的藍(lán)光強(qiáng)度被大大地減小。因此，電子組件66上的光傳感器主要是感測由紫外光照射光管252而發(fā)出的熒光所產(chǎn)生的可見光強(qiáng)度而不是感測由燈組件24產(chǎn)生的其他可見光。因此，光管252的作用幾乎與帶通濾波器的作用相同。
在幾何結(jié)構(gòu)上，光管252具有向前彎曲的內(nèi)表面364和頂表面360。在安裝塊352的端部處也具有發(fā)光外表面362。頂表面360和發(fā)光外表面362都是經(jīng)過高度拋光的以易于接收或傳輸光線。從圖39中可以清楚地看出，因?yàn)楣夤?52被設(shè)置在燈絲444鄰近，因此大部分進(jìn)入內(nèi)表面364的光來自于紫外線燈泡組件82的燈絲區(qū)域。從燈絲444發(fā)出的光通常為在紅色范圍內(nèi)的可見光而且不易通過光管252傳輸。如圖25C和25F中所示，頂表面360略微彎曲并從內(nèi)表面364朝著外表面362的方向向下傾斜。這使頂表面360向著鏡面反射器402的中間部分被聚焦并且還能夠接收主要來自于燈組件24的紫外光。當(dāng)紫外光照射頂表面360時(shí)，光管252中的染料發(fā)出熒光并且發(fā)出在綠色可見光譜中的光。從圖25F中可以看出，所述綠色可見光被光管252的內(nèi)表面反射并從發(fā)光外表面362向外傳輸。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過在光管252中使用綠色熒光染料，從光管252輸出的可見光強(qiáng)度基本上與在燈組件24內(nèi)產(chǎn)生的紫外光是成線性比例的。因此，通過感測從發(fā)光外表面362發(fā)射出的可見光能夠直接監(jiān)測燈組件24中的紫外光強(qiáng)度。如果該輸出不是線性的，那么可使用一種計(jì)算機(jī)芯片和查閱表建立來自于外表面362的光的輸出與燈組件82輸出的紫外光強(qiáng)度之間的關(guān)系。然而，對(duì)使用計(jì)算機(jī)芯片和查閱表的這種附加要求將大大增加該監(jiān)測線路的復(fù)雜性和成本。這種檢測可見光而不是檢測紫外光的方法可使用一種便宜的可見光檢測器和丙烯酸光管，而不需要使用更昂貴的紫外光檢測器和石英窗或光管。
可以預(yù)見到，本發(fā)明能夠通過監(jiān)測從光管252中輸出的顏色來監(jiān)測燈組件24的溫度。當(dāng)紫外線燈泡組件82沒有輸出紫外光而是只是傳輸由燈絲或氖-氬氣體混合物所產(chǎn)生的可見光時(shí)，非常小強(qiáng)度的光從外表面362輸出。在燈泡組件以高強(qiáng)度運(yùn)行時(shí)顏色也會(huì)不同于正常輸出的綠色。
燈組件24的組裝過程如下。第一步是組裝底部支撐組件76。從圖10A中可以看出，O形密封圈244被夾在底部支撐件240與底部護(hù)罩242之間。靈敏芯片250以壓配合的方式被安裝在凹穴296中并且光管252以燕尾接合的方式安裝于凹穴296上方。然后以聲波焊接的方式將底部支撐件240與底部護(hù)罩242焊接在一起。參見圖8A，利用柄腳322將次級(jí)繞組74安裝到底部支撐件240上的卡口開口266上，同時(shí)導(dǎo)線330從底部支撐組件76向外延伸。如圖16中所示，接著組裝頂部支撐組件78，并且石英O形密封圈372被夾在頂蓋366和頂部護(hù)罩368之間，以聲波焊接的方式將頂蓋366和頂部護(hù)罩368焊接在一起。O形密封圈370被固定在頂蓋366中的溝槽382中。
將紫外線燈泡組件82放置于底部支撐組件76的燈泡接收肋條294中，同時(shí)導(dǎo)線440穿過底部支撐件240的槽270和272。然后向下將石英套筒80推入到底部組件206的密封圈244中。接著，使冷凝O形密封圈84向下滑動(dòng)到紫外線燈泡組件82的頂部上以使冷凝O形密封圈84在石英套筒80和燈泡440之間正確定位。然后將頂部支撐組件78放置于石英套筒80上同時(shí)利用石英O形密封圈372對(duì)密封石英套筒80周圍進(jìn)行密封。
將反射器402并置于各自的封閉體400內(nèi)并且在封閉體400的曲線形部分404和封閉體402的曲線形部分432之間的涂膠。第一封閉體和反射器組件86被水平地放于固定設(shè)備中(未示出)。然后將由紫外線燈泡組件82、石英套筒80、底部支撐組件76和頂部支撐組件78所組成的組件放置在組件86的一半中。接著封閉體和反射器組件86的另一半放置在第一組件86上并且將引導(dǎo)銷408壓入到配合孔410中。以聲波焊接的方式將兩個(gè)封閉體組件86焊接在一起，并且沿著封閉體400每一側(cè)以聲波焊接的方式將凸緣407焊接在一起。
接著將底部組件72與底部支撐組件76連接在一起。首次將球206嵌入到底座200的凹穴222中。然后將底部組件72安裝到底部支撐組件76下方，同時(shí)光管252從底部組件72的凹穴226中伸出。因此，當(dāng)來自于紫外線燈泡組件82的紫外光照射到光管252上時(shí)，口從燈組件24的外部看到綠色可見光。密封件204在底座200和底部支撐件240之間形成密封。
C.底座部分圖26A-C是底部護(hù)罩組件60的頂視圖、底視圖和分解圖。底部護(hù)罩組件60包括底部護(hù)罩32、進(jìn)口彎頭組件62和出口彎頭組件64、四個(gè)腳墊582、揚(yáng)聲器屏584、受話器插孔蓋586和一對(duì)C形卡子588。C形卡子588將進(jìn)口彎頭組件62和出口彎頭組件64緊固在底部護(hù)罩32上。進(jìn)口彎頭組件62和出口彎頭組件64由進(jìn)口彎頭590、出口彎頭592、O形密封圈594、夾頭596和接頭598組成。
圖26C中示出了底部護(hù)罩32。外周壁602設(shè)置在包圍凸出平臺(tái)606的凹槽604附近。三個(gè)帶有螺紋的凸臺(tái)610適用于接收將內(nèi)套50固定螺紋到底部護(hù)罩32上的螺紋。一對(duì)凸出的肋條612和四個(gè)夾持肋條614用于使后護(hù)罩34和前護(hù)罩36定位，夾持肋條614在外周壁602和凸出平臺(tái)606之間延伸。類似地，四個(gè)凸出的交叉肋條616用于支撐電子組件66。兩個(gè)定位凸臺(tái)620用于引導(dǎo)在出口杯58上的安裝銷。入口622和出口624的尺寸是這樣設(shè)定的，即，能夠利用C形卡子接收彎頭62和64。正方形開口626便于接觸在電子組件66上的受話器插孔。拱形部分632和634形成在底部護(hù)罩32的下側(cè)以容納向WTS設(shè)備20輸水和從WTS設(shè)備20排水的進(jìn)水軟管和排水軟管(未示出)。
在圖27A-F中示出了電子組件66。電子組件66的部件包括下板648、上板650、受話器插孔652、初級(jí)繞組656、靈敏傳感器組件654、電源插孔660、流量霍爾效應(yīng)傳感器662、VFD664、揚(yáng)聲器666和磁傳感器668。初級(jí)繞組656纏有10匝導(dǎo)線。卡子670將VFD664固定到上板650上。下板648有一對(duì)凸臺(tái)通過開口672、其中設(shè)置有傳感器662的出口674和入口676。凸臺(tái)通過開口672可使底部護(hù)罩32上的凸臺(tái)610通過。進(jìn)口674和出口676用于使水通道相對(duì)于內(nèi)套50和出口杯組件56進(jìn)出。下板648的周邊被制成這樣的形式，即，使其被底部護(hù)罩22的帶臺(tái)階的肋條616所支撐。靈敏傳感器組件654包括繞組674和光傳感器6。繞組674是這樣設(shè)置的，即，使繞組674能夠與過濾器和燈組件靈敏芯片112和250進(jìn)行信息交流和為這些芯片供電。光傳感器676接收從光管252輸出的可見光。當(dāng)頂部護(hù)罩40和磁體70被正當(dāng)?shù)匕惭b在底部支撐件22的其它部分上時(shí)，磁體傳感器668被安裝于上板650上以進(jìn)行感測。
如圖28A-D中所示，出口杯組件56包括出口杯58、上軸承704、流量調(diào)節(jié)器706、下軸承710和光管杯712。出口杯58具有底壁714、由臺(tái)階722連接在一起的下側(cè)壁716和上側(cè)壁720以及上凸緣724。參見圖28B，以聲波焊接的方式將一對(duì)夾持蓋726焊接到底壁714上以在形成于底壁714中的L形開口728周圍形成密封。開口728用于插裝位于燈組件24的底部上的柄腳232。下臺(tái)階730和上臺(tái)階732形成在下側(cè)壁716的一些部分和上側(cè)壁720的一些部分中。當(dāng)扭轉(zhuǎn)燈組件24以相對(duì)于出口杯組件56安裝和拆卸燈組件24時(shí)臺(tái)階730和732能夠使燈管252和凹穴296轉(zhuǎn)動(dòng)。下壁716中的開口734使燈管杯712被安裝在其中。當(dāng)燈組件24被鎖定在出口杯組件712中的適當(dāng)位置時(shí)，燈管252與開口734和燈管杯712對(duì)準(zhǔn)。如圖41中所示，燈管杯712與光傳感器676對(duì)準(zhǔn)。
導(dǎo)管736從底壁714向下懸垂，導(dǎo)管736帶有貫穿導(dǎo)管736的通道738。套環(huán)740形成在導(dǎo)管736的上端上。通道738的內(nèi)側(cè)具有四個(gè)縱向延伸的狹槽742。每一個(gè)上軸承704和下軸承710上具有肋條(未示出)，肋條被接收在狹槽742中以防止軸承704和710相對(duì)于出口杯58轉(zhuǎn)動(dòng)。應(yīng)該注意的是，上軸承704具有上尖端并且延伸到套環(huán)740的上方。當(dāng)燈組件24被安裝在出口杯58上時(shí)，上軸承704將使留在燈組件24的底坐200中的制逆球206離開球座以使水通過流量調(diào)節(jié)器706并且接著流到出口彎頭組件64。當(dāng)將燈組件24從出口杯58上移開時(shí)，制逆球206將重新回到球座中并且防止水從燈組件24的底部溢出。
上軸承704和下軸承710以可轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支撐流量調(diào)節(jié)器706，流量調(diào)節(jié)器706上具有一對(duì)螺旋葉片。一個(gè)磁芯片埋在其中一個(gè)葉片中。當(dāng)流量調(diào)節(jié)器706旋轉(zhuǎn)時(shí)，流量霍爾效應(yīng)傳感器662拾取由磁芯片產(chǎn)生的通過磁場，從而感測WTS設(shè)備20的流速。一對(duì)帶有臺(tái)階的定位銷744處于底壁714的底側(cè)上，定位銷744被制成這樣的形式，即，使定位銷744被接收在底部護(hù)罩32的凸臺(tái)620中。缺口750形成在凸緣724中以容納在內(nèi)套50上的輸水管。
從圖37中可以清楚地看出，入口閥組件54安裝在內(nèi)套50中并且以流體連通的形式將底部護(hù)罩組件60的入口彎頭組件62與過濾器組件26的入口172在一起。圖29A-C分別示出了入口閥組件54。入口閥組件54的部件包括入口閥殼760、入口彈簧762、入口制逆球764、入口偏置元件766、入口杯密封件768和一對(duì)彈性O(shè)形密封圈770。入口閥殼760具有一對(duì)用于接收O形密封圈770的直徑減小的端部772和774。入口閥殼760中的內(nèi)孔775帶有階梯以包括用于接收入口彈簧762端部的座776。當(dāng)將過濾器組件26安裝在內(nèi)套50上時(shí)，入口制逆球764壓靠在入口彈簧762上并且被入口偏置元件766壓住。當(dāng)將過濾器組件26從WTS設(shè)備20上移開時(shí)，入口制逆球764處于球座中以防止水通過入口閥組件54流到由于移開過濾器組件26而留下的腔中。一對(duì)密封條780形成在入口杯密封件768的外側(cè)上以有助于與內(nèi)套50之間形成密封。入口偏置元件766和入口杯密封件768具有互鎖的肋條784和溝槽786以防止在入口偏置元件766和入口杯密封件768之間出現(xiàn)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。
圖30A-C示出了內(nèi)套50和三個(gè)蓋52。圖31A-D示出了與出口杯組件56焊接在一起的內(nèi)套50。內(nèi)套50具有周向延伸的凸緣804，凸緣804圍繞其上周邊延伸。內(nèi)套50具有凸出的后部806，凸出的后部806向下彎曲以與較低的前部808會(huì)合。一對(duì)彼此隔開的帶有狹槽的夾持肋條810形成在前部808的正面以夾持上線路板650。見圖30B和C，內(nèi)套50的底部包括三個(gè)用于接收過濾器組件26上的夾持柄腳180的L形夾持開口812。在開口812附近具有三個(gè)與在過濾器組件26底部上的相應(yīng)的傾斜扇形部分178相互配合的斜坡813。當(dāng)將過濾器組件26安裝到內(nèi)套50上或者將其從內(nèi)套50上取下時(shí)，斜坡813和扇形部分178有助于過濾器組件26的下落和抬起。蓋52被焊接在各個(gè)夾持開口812的下方以對(duì)內(nèi)套50的底部進(jìn)行密封防止?jié)B漏。中心開口814形成在內(nèi)套50的底部中以接收出口杯組件56。以相互隔開的方式圍繞內(nèi)套50的底部周向地設(shè)置三個(gè)隔離支柱816，并且隔離支柱816被設(shè)計(jì)成能夠與三個(gè)凸臺(tái)610相互配合的形式以接收將底部護(hù)罩22固定到內(nèi)套50的螺釘。螺釘通過凸臺(tái)610并且擰入到隔離支柱816中的孔817中。
進(jìn)水管道818形成在內(nèi)套50的底部中。從圖31D和37中可以清楚地看出，管道818包括下管道部分820、上管道部分822和中間頸部824。下管道部分820接收入口閥組件54的彈簧762和球764，而上管道部分822以可滑動(dòng)的方式夾持入口偏置元件766和入口杯密封件768。臺(tái)階726包圍中心開口814。臺(tái)階726與在出口杯組件56上的凸緣724配合以便可在臺(tái)階726和凸緣724之間形成聲波焊接焊縫730。
現(xiàn)參見圖32A-C和圖33A-C，其中示出了透鏡42和前部護(hù)罩36。前部護(hù)罩36大致成U形并且具有前部850和一對(duì)向后延伸的側(cè)部852。適于接收透鏡42的下邊和側(cè)面的透鏡接收開口854形成在前部850的正面。一對(duì)垂直的狹槽856位于前部850的底部中。兩對(duì)鉤狀凸起沿著側(cè)壁852的內(nèi)側(cè)向后延伸。相應(yīng)的與輪廓相符的凸緣862位于側(cè)壁852的頂上。從圖33C中可以清楚地看出，透鏡42與透鏡接收開口854互鎖在一起。在與其它部件組裝之前，利用聲波焊接的方式將透鏡42焊接在透鏡接收開口854上以形成一個(gè)組件。
圖35A-E中示出了后部護(hù)罩34。后部護(hù)罩34包括后部902和一對(duì)向前延伸的側(cè)部904。兩對(duì)內(nèi)肋條906沿著側(cè)部904的內(nèi)側(cè)向前延伸。夾持凹槽910處于每一個(gè)肋條906的前端，夾持凹槽910被設(shè)計(jì)成能夠以可松脫的方式與前部護(hù)罩36的鉤狀凸起860相互配合的形式。與輪廓相符并且?guī)в信_(tái)階的頂部凸緣橫過后部護(hù)罩34的頂部。類似地，底部凸緣914橫過后部護(hù)罩34的底部并且被設(shè)計(jì)成能夠被接收在底部護(hù)罩34中的凹槽內(nèi)的形式。電源插頭組件44穿過后部902的下部并且被后部902的下部夾持。
圖35A和B示出了頂部護(hù)罩40、磁體固定件68和磁體70。圖36A-D分別地示出了頂部護(hù)罩40。頂部護(hù)罩40包括前部940、一對(duì)側(cè)部942、后部944和頂壁946。下凸緣948圍繞頂部護(hù)罩40的下周邊延伸并且被設(shè)計(jì)成能夠與后部護(hù)罩34和前部護(hù)罩36的上凸緣配合的形式。形成與透鏡932的上部輪廓相符的上透鏡接收開口950。磁體固定件68被安裝在開口950的附近并且將磁體70固定在電子組件66上的磁傳感器668附近。當(dāng)取下頂部護(hù)罩40時(shí)，磁體70和傳感器668用于切斷WTS設(shè)備20的供電。
D.組裝和操作底座部分22的組裝過程如下。將內(nèi)套50放置到一個(gè)固定裝置(未示出)的上部。以聲波焊接的方式將蓋52焊接到內(nèi)套50的底部以形成一個(gè)內(nèi)套組件。接著組裝出口杯組件56。出口杯58具有以聲波焊接的方式與其焊接在一起的蓋726。上軸承704和下軸承706以及流量調(diào)節(jié)器706位于在出口杯58底部中的通道736內(nèi)。另外，光管杯712安裝在出口杯58的開口734中。接著將出口杯組件56放置在內(nèi)套50的底部內(nèi)，并且在中心開口814附近將凸緣724焊接到內(nèi)套50上以形成焊縫830。然后如在圖29A-C和37中所示，將入口閥組件54安裝在內(nèi)套50的管道818中。將入口閥殼體760、入口彈簧762和入口制逆球764放置到管道818的下管道部分820內(nèi)并且利用O形密封圈770在入口閥殼體760的上部和下管道部分820之間形成密封。將入口杯密封件768和入口偏置元件766放置在管道818的頸部824內(nèi)并且利用密封環(huán)780對(duì)管道818內(nèi)進(jìn)行密封。
接著使電子組件66與內(nèi)套組件相連。將下板748放置到出口杯58的底部上。上板650上的凸緣被接收在內(nèi)套50前部中的開有狹槽的夾持肋條810內(nèi)。以聲波焊接的方式將透鏡42焊接到前部護(hù)罩36上。然后使前部護(hù)罩36和后部護(hù)罩34與內(nèi)套50相連。將電子組件66上的VFD顯示器664與透鏡42對(duì)齊。
接著組裝底部護(hù)罩組件60。使入口彎頭組件62和出口彎頭組件64固定在底部護(hù)罩32上。將底部護(hù)罩組件60放置到電子組件66和出口杯組件58上。凸出的肋條612為下板748提供支撐。入口彎頭組件62和出口彎頭組件64分別接收入口閥殼體760的下臺(tái)階772和出口杯58的管道736。帶有臺(tái)階的定位銷744穿過下板748并且被接收在底部護(hù)罩32的定位凸臺(tái)620中。兩個(gè)安裝凸臺(tái)610穿過在下板748中的凸臺(tái)開口672。從圖40和41中可以看出，第三凸臺(tái)610在下板外部通過。安裝凸臺(tái)610與內(nèi)套850上的安裝支柱816配合。將三個(gè)螺釘插入到安裝凸臺(tái)610中并且螺釘以自攻的方式進(jìn)入到安裝支柱816中的開口817中以將底部護(hù)罩組件60與內(nèi)套組件、后部護(hù)罩34和前部護(hù)罩36固定在一起，從而完成了底座部分22的組裝，但是頂部護(hù)罩40除外。
插裝燈組件24并且夾持柄腳232以可松脫的方式與出口杯58的L形夾持開口726接合。以類似的方式將過濾器組件26同軸地放置到燈組件24上并且過濾器組件26的夾持柄腳180插裝到內(nèi)套50上的L形夾持開口812上。當(dāng)安裝過濾器組件26時(shí)，過濾器組件26落在傾斜的凹槽上。
頂部護(hù)罩40具有與其相連的磁體固定件68。接著將磁體70放置到磁體固定件68內(nèi)。將頂部護(hù)罩40放置在過濾器組件26上方并且將頂部護(hù)罩40放置到后部護(hù)罩34和前部護(hù)罩36上以完成WTS設(shè)備20的組裝。磁體70處于電子組件66的磁傳感器附近，從而使WTS設(shè)備20通電。
見圖37，水進(jìn)入底部護(hù)罩32下方的出口組件62并且通過入口閥組件54。入口閥組件54輸送水并使水通過內(nèi)套50達(dá)到過濾器組件26的入口172并且未經(jīng)處理的水將入口球100頂離其球座174。未經(jīng)處理的水在過濾器底部端蓋106下方通過并且徑向向外流動(dòng)直至碰到過濾器殼體96。接著未經(jīng)處理的水向上進(jìn)入到形成在過濾器殼體96和濾塊90的徑向外部。然后未經(jīng)處理的水徑向向內(nèi)通過濾塊90直至流到底座和內(nèi)套92。水向上流動(dòng)直至達(dá)到過濾器頂部端蓋108。已被過濾的水在過濾器端蓋108的蓋部136下方徑向向內(nèi)地流過并且流到底座和內(nèi)套92的頂部154上方。
在燈組件24被安裝在過濾器組件26內(nèi)時(shí)，在燈組件24頂上的按鈕376能夠使出口制逆球102離開其在底座和內(nèi)套92上的球座164。被過濾的水通過過濾器組件26的出口160離開過濾器組件26并且通過在頂部支撐組件78中的開口388進(jìn)入到燈組件24中。經(jīng)過濾的水被從紫外線燈泡組件82發(fā)出的紫外光照射。利用從電子組件66的初級(jí)繞組656接收電力的次級(jí)繞組74為紫外線燈泡組件82供電。在燈組件24內(nèi)產(chǎn)生的紫外光照射光管252并使其中的熒光染料發(fā)出熒光和產(chǎn)生可見光。從光管252發(fā)出的可見光通過光管杯712達(dá)到可見光傳感器676。應(yīng)該注意的是，過濾器靈敏芯片112和燈靈敏芯片250所處位置靠近靈敏傳感器組件654。
現(xiàn)參見圖38，經(jīng)過濾的水被從紫外線燈泡組件82發(fā)出的紫外光照射直至到達(dá)底部支撐組件76。經(jīng)反射器402反射的紫外光有助于增加射到石英套筒80上的光量。經(jīng)過濾和被照射的水通過在底部支撐組件76中的開口264并且被收集在底座72中。由于利用頂部軸承704的作用而使制逆球206水沒有離開球座，因此水通過底座72中的出口228從燈組件72排出。已經(jīng)充分處理的水經(jīng)過并使轉(zhuǎn)子或流量調(diào)節(jié)器706?；魻栃?yīng)傳感器662拾取由使流量調(diào)節(jié)器706旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的通過磁場以確定通過WTS設(shè)備20的流速。接著，被處理的水通過出口彎頭組件60從WTS設(shè)備20排出。
盡管在上述內(nèi)容中已經(jīng)通過特定的優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述并且為了說明已經(jīng)提及了一些細(xì)節(jié)，但是在不脫離本發(fā)明的基本原理的基礎(chǔ)上對(duì)這里所述的細(xì)節(jié)進(jìn)行改進(jìn)以及對(duì)本發(fā)明進(jìn)行一些替換對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員是顯而易見的。
例如，不使用第二水處理設(shè)備(諸如發(fā)出能夠殺滅微生物所需的紫外光的燈組件)，可使用其它處理設(shè)備。這樣的示例可包括臭氧發(fā)生器、礦物添加分配器、離子交換器或使用能夠處理水的空心纖維介質(zhì)的設(shè)備。這些第二水處理設(shè)備理想上也是被設(shè)置在由過濾器組件的內(nèi)套限定的腔中。也可利用在底座部分中的初級(jí)繞組以感應(yīng)的方式為這些第二水處理設(shè)備進(jìn)行供電，所述底座部分控制水處理系統(tǒng)的操作。另外，也可使用由閥和密封件構(gòu)成的組件以與上述相對(duì)于底座部分、過濾器組件和燈組件類似的方式對(duì)第二水處理設(shè)備進(jìn)行密封。
權(quán)利要求
1.一種用于處理水的就地使用式水處理系統(tǒng)(20)，該系統(tǒng)包括底座部分(22)；相對(duì)于所述底座部分(22)安裝的過濾器組件(26)，所述過濾器組件(26)包括濾塊(90)和放置于所述濾塊(90)內(nèi)的內(nèi)套(50)，所述內(nèi)套(50)中限定一個(gè)腔；用于處理通過所述水處理系統(tǒng)(20)的水的水處理裝置(24)，所述水處理裝置(24)至少部分地被放置于所述內(nèi)套(50)的腔內(nèi)；以及第一閥(102，164)，所述第一閥設(shè)置在所述水處理裝置(24)和所述底座部分(22)與所述過濾器組件(26)中至少一個(gè)之間并且能夠控制在它們之間的水流。
2.如權(quán)利要求1所述的就地使用式水處理系統(tǒng)(20)，所述水處理系統(tǒng)(20)還包括第二閥(100，174)；其特征在于，所述第一閥(102，164)控制在所述過濾器組件(26)和所述水處理裝置(24)之間的水流，而所述第二閥(100，174)控制在所述水處理裝置(24)和所述底座部分(22)之間的水流。
3.如權(quán)利要求1所述的就地使用式水處理系統(tǒng)(20)，其特征在于，所述水處理系統(tǒng)(20)還包括第一和第二密封件(370，202)，所述第一和第二密封件(370，202)用于在所述過濾器組件(26)和所述水處理裝置(24)之間以及在所述水處理裝置(24)和所述底座部分(22)之間進(jìn)行密封。
4.如權(quán)利要求1所述的就地使用式水處理系統(tǒng)(20)，其特征在于，所述水處理裝置包括用于對(duì)通過所述水處理裝置的水進(jìn)行照射的燈組件(24)。
5.如權(quán)利要求1所述的就地使用式水處理系統(tǒng)(20)，其特征在于，所述水處理裝置(24)是臭氧發(fā)生器、礦石添加分配器、離子交換器和空心纖維介質(zhì)中的一種。
6.如權(quán)利要求1所述的就地使用式水處理系統(tǒng)(20)，其特征在于，所述過濾器組件(26)包括第一端蓋(136)，所述第一端蓋(136)延伸到所述濾塊(90)的第一端上方；以及所述內(nèi)套(92)中具有內(nèi)套開口(160)；所述第一閥(102)中的至少一部分被放置于所述第一端蓋(108)和所述內(nèi)套(92)之間并控制水流以在水通過所述內(nèi)套開口(160)離開所述過濾器組件(26)并進(jìn)入所述腔之前使水必須通過所述濾塊(90)然后在所述第一端蓋(108)和所述內(nèi)套(92)之間通過。
7.如權(quán)利要求6所述的就地使用式水處理系統(tǒng)(20)，其特征在于，當(dāng)所述水處理裝置(24)被安裝在所述過濾器組件(26)內(nèi)時(shí)，所述水處理裝置(24)與所述過濾器組件(26)相互配合以使所述第一閥(102，164)保持打開狀態(tài)；以及當(dāng)所述過濾器組件(26)相對(duì)于所述水處理裝置(24)被移開時(shí)，關(guān)閉所述第一閥(102，164)以防止水通過所述第一閥(102，164)排出。
8.如權(quán)利要求7所述的就地使用式水處理系統(tǒng)(20)，其特征在于，所述第一閥(102，164)包括制逆球(102)，并且所述水處理裝置(24)包括脫位銷(376)；所述過濾器組件(26)與所述水處理裝置(24)的安裝可使所述第一閥(102，164)保持打開狀態(tài)。
9.如權(quán)利要求6所述的就地使用式水處理系統(tǒng)(20)，其特征在于，所述過濾器組件(26)包括過濾器外殼(96)和具有入口閥(100，174)的底座部件(150)，所述底座部件(150)和所述過濾器外殼(96)至少部分地相互配合以在所述濾塊(90)周圍形成基本封閉的壓力容器；當(dāng)將所述過濾器組件(26)從所述底座部分(22)上移開時(shí)，所述第一閥(102，164)和所述入口閥(100，174)相互配合以防止水從所述過濾器組件(26)中排出。
10.如權(quán)利要求1所述的就地使用式水處理系統(tǒng)(20)，其特征在于，所述過濾器組件(26)和所述水處理裝置(24)以可拆卸的方式被安裝于所述底座部分(22)上，并且在將所述水處理裝置(24)從所述底座部分(22)上拆下之前必須將所述過濾器組件(26)從所述底座部分(22)上拆下。
11.一種用于對(duì)流體處理系統(tǒng)(20)中的流體進(jìn)行過濾的過濾器組件(26)，所述流體處理系統(tǒng)(20)具有第二流體處理裝置(24)，所述過濾器組件(26)包括內(nèi)套(92)，所述內(nèi)套(92)中限定一個(gè)腔，所述內(nèi)套(92)被設(shè)置成能夠至少部分地將所述第二水處理裝置(24)接收于所述腔內(nèi)的形式，所述內(nèi)套(92)中有出口(160)；包圍所述內(nèi)套(92)的濾塊(90)；設(shè)置在所述濾塊(90)一端周圍的第一端蓋(108)；出口閥(102，164)，所述出口閥(102，164)設(shè)置在所述第一端蓋(108)和內(nèi)套(92)之間以控制流經(jīng)出口(160)的流體；流體可通過所述濾塊(90)，并且流體通過所述出口(160)離開所述過濾器組件(26)并進(jìn)入所述腔。
12.如權(quán)利要求11所述的過濾器組件(26)，其特征在于，所述內(nèi)套(92)包括細(xì)長部分(152)和套端蓋(156)，所述出口(160)設(shè)置在所述套端蓋(156)中。
13.如權(quán)利要求12所述的過濾器組件(26)，其特征在于，所述細(xì)長部分(152)的形狀為圓柱形。
14.如權(quán)利要求11所述的過濾器組件(26)，其特征在于，所述內(nèi)套(92)包括底座部件(150)，所述底座部件(150)沿著基本上垂直于所述細(xì)長部分(152)的方向延伸并從所述細(xì)長部分(152)向外延伸。
15.如權(quán)利要求14所述的過濾器組件(26)還包括基本上包圍所述濾塊(90)的過濾器外殼(96)；其特征在于，所述過濾器外殼(96)和所述底座部件(150)至少部分地相互配合以形成基本封閉的壓力容器。
16.如權(quán)利要求15所述的過濾器組件(26)，其特征在于，所述底座部分(22)包括用于控制流入所述過濾器組件(26)的流體的入口閥(100，174)。
17.如權(quán)利要求15所述的過濾器組件(26)，其特征在于，當(dāng)將所述過濾器組件(26)從所述流體處理系統(tǒng)(20)上移開時(shí)，所述入口閥和出口閥(100，102)對(duì)所述過濾器組件(26)進(jìn)行密封以防止流體從所述過濾器組件(26)中排出。
18.如權(quán)利要求11所述的過濾器組件(26)，其特征在于，所述過濾器組件(26)還包括包圍所述濾塊(90)的外殼(96)；以及端板(150)，所述端板(150)緊固到所述外殼(96)上以形成基本封閉的壓力容器，所述端板(90)具有能夠使流體進(jìn)入到所述過濾器組件(26)中的入口(172)。
19.一種用于水處理系統(tǒng)(20)的可更換的燈組件(24)包括第一和第二端蓋(78，72)，所述第一和第二端蓋(78，72)中具有各自的入口和出口(388，228)以及在所述入口和出口(388，228)之間延伸的導(dǎo)管(80)；燈組件(82)，所述燈組件(82)用于照射從所述入口(388)流向所述出口(228)的水；以及相對(duì)于所述端蓋安裝的入口密封件和出口密封件(370，202)，所述入口密封件和出口密封件(370，202)能夠相對(duì)于所述水處理系統(tǒng)(20)對(duì)所述燈組件(24)進(jìn)行流體密封以使所述燈組件(24)相對(duì)于所述水處理系統(tǒng)(20)是可更換的。
20.如權(quán)利要求19所述的燈組件(24)，其特征在于，所述燈組件(24)還包括封閉體(400)，所述封閉體(400)與所述端蓋(78，72)相互配合以在所述紫外線燈泡組件(82)和所述導(dǎo)管(80)周圍形成基本封閉外殼。
21.如權(quán)利要求20所述的燈組件(24)，其特征在于，所述第二端蓋(72)還包括出口閥(206，228)，當(dāng)所述燈組件(24)沒有被安裝到所述水處理系統(tǒng)(20)中時(shí)，所述出口閥(206，228)能夠防止水從所述第二端蓋(72)中排出。
22.如權(quán)利要求21所述的燈組件(24)，其特征在于，所述出口閥(206，228)包括制逆球(206)。
23.如權(quán)利要求20所述的燈組件(24)，其特征在于，所述燈組件(24)還包括光管(252)，所述光管(252)使來自于所述燈組件(24)內(nèi)的光在外殼(400)外部通過。
24.如權(quán)利要求20所述的燈組件(24)，其特征在于，所述燈組件(24)還包括用于為所述燈組件(24)供電的次級(jí)繞組(74)。
25.如權(quán)利要求24所述的燈組件(24)，其特征在于，所述次級(jí)繞組(74)安裝在所述第二端蓋(72)附近。
26.如權(quán)利要求20所述的燈組件(24)，其特征在于，所述燈組件(24)還包括至少一個(gè)在所述入口和出口(388，228)之間延伸的導(dǎo)管(80)；以及所述燈泡組件(82)照射至少一個(gè)導(dǎo)管(80)以對(duì)流經(jīng)導(dǎo)管(80)的流體進(jìn)行殺菌。
27.如權(quán)利要求20所述的燈組件(24)，其特征在于，所述燈組件(24)還包括反射器(402)，所述反射器(402)將來自于所述燈泡組件(82)的輻射反射和聚焦到所述導(dǎo)管(80)上。
28.如權(quán)利要求20所述的燈組件(24)，其特征在于，所述外殼包括第一和第二細(xì)長的封閉體(400)，所述第一和第二細(xì)長的封閉體(400)相對(duì)于第一和第二端蓋(78，72)固定以至少部分地形成基本上封閉的容器。
29.如權(quán)利要求20所述的燈組件(24)，其特征在于，所述第二端蓋(200)包括安裝部件(232)，所述安裝部件(232)能夠以可拆卸的方式安裝到水處理系統(tǒng)(20)上。
30.如權(quán)利要求29所述的燈組件(24)，其特征在于，所述安裝部件包括至少一個(gè)用于與水處理系統(tǒng)插裝在一起的卡口元件(232)。
31.一種水處理系統(tǒng)(20)包括底座部分(22)；可更換的燈組件(24)，所述燈組件(24)安裝在所述底座部分(22)的頂上，所述燈組件(24)具有殼體(400)，所述殼體(400)形成了其中具有燈泡組件(82)的基本上封閉的壓力容器，所述殼體包括其中具有入口(388)的第一端蓋(78)和其中具有出口(228)的第二端蓋(72)；可更換的過濾器組件(26)，所述過濾器組件(26)安裝在燈組件(24)的上方并且安裝在底座部分(22)上；以及第一和第二密封件(370，202)；所述第一密封件(370)在過濾器組件(26)和燈組件(24)之間形成密封以及所述第二密封件(202)在燈組件(24)和底座部分(22)之間形成密封，從而使水從入口(388)流到出口(228)并且不會(huì)使水從燈組件(24)中排出。
32.一種燈組件(24)包括殼體(400，78，72)，所述殼體(400，78，72)具有入口(388)和出口(228)；燈泡組件(82)，所述燈泡組件(82)設(shè)置在所述殼體內(nèi)以產(chǎn)生輻射；至少一個(gè)導(dǎo)管(80)，所述導(dǎo)管(80)連接在入口(388)和出口(228)之間以使流體通過所述殼體；以及設(shè)置在所述殼體內(nèi)的反射器組件(402)；所述反射器組件(402)被設(shè)置成這樣的形式，即，使從燈泡組件(82)發(fā)出的光聚焦在至少一個(gè)導(dǎo)管(80)上以對(duì)通過導(dǎo)管(80)的流體進(jìn)行照射并且對(duì)離開燈泡組件(82)的光進(jìn)行聚焦。
33.如權(quán)利要求32所述的燈組件(24)，其特征在于，所述反射器組件(86)包括至少一個(gè)反射器(402)，所述反射器(402)具有曲率半徑增大的部分(436)和曲率半徑減小的部分(432)，所述曲率半徑增大的部分(436)和曲率半徑減小的部分(432)相互配合以將離開燈泡組件(82)的輻射聚焦到至少一個(gè)導(dǎo)管(80)上。
34.如權(quán)利要求31所述的燈組件(24)，其特征在于，所述反射器組件(86)包括一對(duì)反射器(402)，所述一對(duì)反射器(402)相互配合以包圍至少一個(gè)導(dǎo)管(80)。
35.如權(quán)利要求32所述的燈組件(24)，其特征在于，反射器(402)是細(xì)長的并且其截面形狀為Ω形，所述反射器(402)具有相對(duì)的曲線形中心部分(432)和一對(duì)相對(duì)的凸緣(430)，所述一對(duì)凸緣(430)相互配合。
36.如權(quán)利要求32所述的燈組件(24)，其特征在于，所述反射器組件(86)包括至少一個(gè)反射器(402)，所述反射器(402)具有平面部分(430)和曲線形部分(432)，所述曲線形部分(432)將發(fā)出的輻射聚焦到至少一個(gè)導(dǎo)管(80)上。
37.如權(quán)利要求32所述的燈組件(24)，其特征在于，所述燈組件(24)還包括設(shè)置在燈組件(24)下部處的端蓋(72)。
38.如權(quán)利要求37所述的燈組件(24)，其特征在于，所述端蓋(72)的形狀為杯形并且端蓋(72)包括自密封閥(206，228)以防止流體從端蓋(72)排出。
39.如權(quán)利要求38所述的燈組件(24)，其特征在于，所述閥包括制逆球(206)。
40.如權(quán)利要求32所述的燈組件(24)，其特征在于，所述燈組件(24)還包括具有入口(388)的頂部端蓋(78)。
41.如權(quán)利要求40所述的燈組件(24)，其特征在于，所述頂部端蓋(78)包括沿著離開燈泡組件(82)的方向延伸的脫位銷(376)。
42.如權(quán)利要求32所述的燈組件(24)，其特征在于，所述殼體包括一對(duì)細(xì)長的且曲線形的封閉體(400)，所述封閉體(400)包圍并夾持反射器組件(402)。
43.一種用于燈組件(24)中并可產(chǎn)生電磁輻射的燈泡組件(82)，所述燈泡組件(82)包括燈泡(440)，所述燈泡(440)具有第一和第二端以及在所述第一和第二端之間延伸的中間部分，所述燈泡(440)中裝有氣體，所述燈泡(440)可被通電以產(chǎn)生電磁輻射，當(dāng)所述燈泡組件被斷電時(shí)所述燈泡(440)還裝有凝固的汞；設(shè)置在第一端中的第一燈絲(444)和設(shè)置在第二端中的第二燈絲(444)；以及與燈泡的中間部分接觸的冷凝元件(84)；當(dāng)所述燈泡組件(82)未通電時(shí)，所述冷凝元件(84)可使在冷凝元件(84)附近的汞冷卻和凝結(jié)。
44.如權(quán)利要求43所述的燈泡組件(82)，其特征在于，所述冷凝元件是彈性O(shè)形密封圈(82)。
45.如權(quán)利要求43所述的燈泡組件(82)，其特征在于，所述燈泡(440)裝有一種氖-氬氣體混合物，其中氖的重量百分比至少為50％。
46.如權(quán)利要求45所述的燈泡組件(82)，其特征在于，所述燈泡裝有重量百分比至少為95％的氖。
47.如權(quán)利要求46所述的燈泡組件(82)，其特征在于，所述燈泡(440)的形狀大致為U形并且所述燈泡(440)具有第一細(xì)長部分和第二細(xì)長部分以及在所述第一細(xì)長部分和第二細(xì)長部分之間延伸的通道(442)，所述第一燈絲(444)在所述第一細(xì)長部分中，所述第二燈絲(440)在所述第二細(xì)長部分中。
48.一種用于縮短燈泡組件(82)的起動(dòng)時(shí)間的方法，所述方法包括下列步驟提供燈泡組件(82)，所述燈泡組件(82)包括細(xì)長的燈泡(440)，所述燈泡(440)具有第一和第二端以及在所述第一和第二端之間延伸的中間部分，所述第一和第二端分別具有第一和第二燈絲(444)，并且所述燈泡(440)中裝有可激發(fā)的氣體和冷凝的汞；為燈泡組件(82)通電以在所述第一和第二燈絲(444)之間產(chǎn)生電弧，從而激發(fā)所述氣體和使汞汽化并且使燈泡組件(82)發(fā)出電磁輻射；使燈泡組件(82)斷電；以及使所述燈泡(440)的中間部分冷卻并使汞在位于所述第一和第二端(448)之間的被冷卻的中間部分上凝結(jié)；使凝結(jié)的汞在位于所述第一和第二燈絲(444)之間的電弧路徑中被捕獲，從而在接著對(duì)燈泡組件(82)通電后能夠縮短燈泡組件(82)的起動(dòng)時(shí)間。
49.如權(quán)利要求48所述的方法，其特征在于，所述對(duì)中間部分進(jìn)行冷卻的步驟包括提供冷凝元件(84)，所述冷凝元件(84)與輸送較冷的流體的導(dǎo)管(80)相接觸并且可使燈泡(440)的中間部分散熱。
51.如權(quán)利要求50所述的方法，其特征在于，所述冷凝元件(84)是一種能夠在燈泡(440)和導(dǎo)管(80)之間提供減震的彈性元件。
52.如權(quán)利要求48所述的方法，其特征在于，所述冷凝元件(84)是金屬的。
53.一種用于處理水的就地使用式水處理系統(tǒng)(20)，所述系統(tǒng)包括包括電子控制裝置(66)的底座部分(22)，所述電子控制裝置(66)具有光強(qiáng)度檢測器(682)；燈組件(24)，所述燈組件(24)具有外殼(86)，所述外殼(86)中具有燈泡組件(82)和至少部分地設(shè)置在其中光管(252)，當(dāng)所述燈組件(24)被通電時(shí)所述燈泡組件(82)能夠發(fā)出紫外光和可見光，所述光管(252)裝有一種能夠?qū)⒆贤夤廪D(zhuǎn)變成可見光的熒光染料；所述光強(qiáng)度檢測器(682)對(duì)從光管(252)發(fā)出的可見光進(jìn)行檢測以確定由燈組件(24)的燈泡組件(82)產(chǎn)生的紫外光的相對(duì)強(qiáng)度。
54.如權(quán)利要求53所述的系統(tǒng)(20)，其特征在于，從光管(252)發(fā)出的可見光的強(qiáng)度與由燈泡組件(82)發(fā)出的紫外光強(qiáng)度基本上是成正比的。
55.如權(quán)利要求54所述的系統(tǒng)(20)，其特征在于，光管(252)發(fā)出熒光并且產(chǎn)生綠色光。
56.如權(quán)利要求54所述的系統(tǒng)(20)，其特征在于，所述熒光染料基本上是綠色的。
57.如權(quán)利要求55所述的系統(tǒng)(20)，其特征在于，所述燈泡組件(82)包括燈泡(440)，燈泡具有第一和第二端以及在所述第一和第二端之間延伸的中間部分，所述第一和第二端中分別具有第一和第二燈絲(444)；以及光管(252)具有基本與燈泡組件(82)的第一燈絲(444)相對(duì)的第一燈絲面(364)以及基本與燈泡(440)的中間部分相對(duì)的第二燈絲面(360)；因此，由可見光檢測器(682)檢測的可見光主要是由光管(252)根據(jù)入射在燈泡面(360)上的紫外光而發(fā)出的熒光。
58.如權(quán)利要求57所述的系統(tǒng)(20)，其特征在于，燈泡組件(82)的形狀基本上為U形，并且所述燈泡組件(82)具有靠近光管(252)的燈絲面(364)的第一和第二燈絲(444)。
59.如權(quán)利要求58所述的系統(tǒng)(20)，其特征在于，所述第二燈泡面(360)的輪廓是這樣的，即，使其基本上聚焦在燈泡組件(82)的中心部分上。
60.如權(quán)利要求56所述的系統(tǒng)(20)，其特征在于，光管(252)具有與所述可見光檢測器(682)并置的發(fā)射面(362)；以及光管(252)被設(shè)置成這樣的形式，即，使其能夠?qū)襞菝?360)上的入射光反射并聚焦到發(fā)射面(362)上。
61.如權(quán)利要求53所述的系統(tǒng)(20)，其特征在于，燈組件(24)還包括設(shè)置在殼體內(nèi)的反射器組件(402)，所述反射器組件(402)能夠就來自于燈泡組件(82)的光發(fā)射到通過燈組件(24)的水上。
62.如權(quán)利要求53所述的系統(tǒng)(20)，其特征在于，光管(252)是由塑料制成的。
63.如權(quán)利要求53所述的系統(tǒng)(20)，其特征在于，所述塑料是丙烯酸塑料。
64.如權(quán)利要求53所述的系統(tǒng)(20)，其特征在于，所述第二燈泡面(360)的輪廓和位置是這樣的，即，使其能夠聚焦在所述反射器組件(402)上。
65.一種用于檢測由燈泡組件(82)產(chǎn)生的紫外光強(qiáng)度的方法，所述方法包括提供燈泡組件(82)，所述燈泡組件(82)具有第一和第二端以及在所述第一和第二端之間延伸的中間部分，所述第一和第二端中具有燈絲(444)；提供其中具有一種熒光染料的光管(252)，所述光管(252)包括燈泡面(360)、燈絲面(364)和發(fā)射面(362)，所述光管(252)被設(shè)置成這樣的形式，即，能夠使燈泡面(360)上的光引向發(fā)射面(362)；對(duì)所述燈泡面(360)定向以主要接收來自于所述燈泡組件(82)的中間部分的光；激發(fā)所述燈泡組件(82)以產(chǎn)生紫外光和可見光；引導(dǎo)來自于所述燈泡組件(82)的中間部分的紫外光以使其照射到燈泡面(360)上，從而使光管(252)發(fā)出熒光并且使可見光從光管(252)的發(fā)射面(362)上發(fā)出，同時(shí)來自于所述第一和第二燈絲(444)中的至少一個(gè)的光照射到燈絲面(364)上；以及檢測從光管(252)的發(fā)射面(362)發(fā)出的可見光的相對(duì)強(qiáng)度。
66.如權(quán)利要求65所述的方法，其特征在于，所述燈泡面(364)和發(fā)射面(362)中的至少一個(gè)被拋光以增強(qiáng)光的透射率。
67.如權(quán)利要求66所述的方法，其特征在于，所述熒光染料是綠色的。
68.如權(quán)利要求67所述的方法，其特征在于，由燈組件(24)輸出的紫外光強(qiáng)度基本上與由發(fā)射面(362)發(fā)出的可見光的強(qiáng)度是成比例的。
69.如權(quán)利要求68所述的方法，其特征在于，所述燈泡面(360)向著燈組件(82)的中心聚焦。
70.如權(quán)利要求68所述的方法，其特征在于，燈絲面(364)基本上是曲線形的以配合在圓柱形的燈泡(440)的周圍。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于過濾和處理水中雜質(zhì)的就地使用式水處理系統(tǒng)(WTS)設(shè)備(20)。WTS設(shè)備(20)可包括設(shè)置在底座部分(22)中的第一初級(jí)繞組(74),第一初級(jí)繞組(74)以感應(yīng)的方式為諸如紫外線燈組件(24)的第二處理裝置供電。使用具有濾塊(90)和在濾塊(90)內(nèi)延伸的內(nèi)套(92)的過濾器組件(26)。內(nèi)套(92)限定一個(gè)腔,第二處理裝置可被設(shè)置在所述腔中。第一和第二閥和密封件可設(shè)置在過濾器組件(26)、第二處理裝置(24)和底座部分(22)之間以使過濾器組件(26)和第二處理裝置(24)可被獨(dú)立地更換。第二處理裝置(24)可是燈組件(24),燈組件(24)包括冷凝元件(84)以使在燈絲(444)之間的電弧路徑中的燈泡中的汞冷凝。在燈絲(444)之間保留冷凝的汞與使汞在電弧路徑外冷凝相比,能夠縮短在接著使燈組件(24)通電后燈組件(24)發(fā)出一定強(qiáng)度的光所需的時(shí)間。反射器組件(402)可用于燈組件組件(24)中以將輻射聚焦到穿過燈組件組件(24)的輸水管道(80)上并且使這些輻射離開輸水管道(80)返回到初始發(fā)出輻射的燈泡組件(82)。
文檔編號(hào)G01J1/02GK1370134SQ00811682
公開日2002年9月18日 申請日期2000年6月14日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月21日
發(fā)明者R·W·庫恩寧, E·K·巴特庫斯, D·W·巴爾曼, K·E·康拉德, T·L·勞特岑海澤, G·斯尼德, S·A·莫萊馬 申請人:美國安利有限公司