申请日2013.05.31
公开(公告)日2014.01.22
IPC分类号C02F9/08
摘要
本实用新型涉及流体过滤系统、流体处理系统及水处理系统。在一种实施方式中，流体处理系统具有利用紫外灯的辐照室，在入口处具有旋流叶片组，以在进入该室的流体中产生顺时针和逆时针方向的涡旋。其他实施方式使用中央过滤介质元件，利用紫外灯的辐照室环状设置于其周围。在其他实施方式中，提供机械刮盘来刮除过滤介质和灯管上的污垢。在其他实施方式中，紫外灯位于中央辐照室中，多个过滤介质管环状排列于其周围。在其他实施方式中，为紫外灯管提供机械式刮擦器，设置转动式排放臂来反冲洗每个单独的过滤管。在其他实施方式中，中央过滤器和环状排列的紫外灯管安装在压力容器的盖元件中。
权利要求书
1.流体过滤系统，包括：(a)具有入口和出口的壳体;(b)设置在壳体内的过滤介质元件，该过滤介质元件具有流体入口侧和流体出口侧、并且操作成对所有进入流进行过滤，其中，该流体入口侧与壳体入口流体连通;(c)具有入口和出口的辐照室，该入口与过滤介质元件的流体出口侧相连通，该出口与壳体出口流体连通;(d)设置于辐照室中的至少一个紫外(UV)灯，其中，该至少一个紫外灯上裹置有石英套管;(e)其中，来自过滤介质元件的出口侧的流体依次向下流入辐照室的入口、然后向上穿过辐照室流向壳体出口，其中，所有流向壳体出口的流体都经过辐照。
2.根据权利要求1所述的系统，还包括位于辐照室中的多个紫外灯和多个过滤介质元件，每个紫外灯都具有裹置在该紫外灯上的石英套管。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述过滤介质元件设置于辐照室的至少一部分周围。
4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述过滤介质元件环状地设置于辐照室周围。
5.根据权利要求1所述的系统，还包括布置成用于产生流入辐照室的入口的涡旋的旋流叶片组，该旋流叶片组具有产生顺时针方向的涡旋的第一环形叶片阵列和产生逆时针方向的涡旋的第二环形叶片阵列。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述过滤介质元件具有管状结构。
7.根据权利要求6所述的系统，还包括紧邻过滤介质元件的入口侧设置的清洁盘;和驱动机构，该驱动机构在选择性地启动后可操作成沿着过滤介质元件的入口侧移动清洁盘，以用于从管状过滤介质元件的入口侧表面上除去聚集的污垢。
8.根据权利要求1所述的系统，其中，壳体入口在竖直方向上布置在出口下方，辐照室包括竖直取向的管状元件，其中，入口位于其下端，出口位于其上端;和过滤介质元件包括设置在管状辐照室元件周围的多个竖直取向的管状元件，其中，介质元件的管状元件的下端仅与壳体入口连通，介质元件的管状元件的上端仅与管状辐照室的下部入口端连通;和管状辐照室的上部出口端仅与壳体出口连通，其中，流经辐照室的流体竖直向上流动。
9.根据权利要求1所述的系统，其中，辐照室入口包括多个叶片，这些叶片可操作成用于在来自辐照室入口的流体中产生顺时针和逆时针方向的涡旋。
10.根据权利要求1所述的过滤系统，其中，过滤介质元件包括多个竖直设置的管状过滤元件，每个管状过滤元件的下端的外部被隔离成仅与壳体入口连通，而其内部在上端被隔离成仅与辐照室的入口连通;和还包括反冲洗管，以用于选择性地依次与每个过滤介质管的外部连通，以便从中向泄流口排放反冲洗流体，同时保持通过剩余管的正常流动。
11.根据权利要求1所述的过滤系统，还包括旋流叶片组，该旋流叶片组具有多个包含相对置地导向的旋流叶片的堆叠体，并且操作成用于降低辐照室内的流速梯度。
12.根据权利要求10所述的系统，还包括驱动机构，该驱动机构可操作成用于实现反冲洗管相对于过滤介质管的转动。
13.根据权利要求1所述的系统，还包括设置在辐照室中的清洁盘，该清洁盘在辐照室中运动时可操作成用于清除沿石英套管上的污垢;和驱动装置，该驱动装置在选择性启动时可操作成用于实现清洁盘沿石英套筒的运动。
14.一种流体处理系统，包括：(a)限定有辐照室的容器，该辐照室具有流体入口和位于该入口上方位置上的流体出口;(b)设置在所述室内的紫外灯，该紫外灯在选择性启动时操作成用于辐照在该室中从入口流向出口的流体;(c)设置在入口处的叶片组，所述叶片组包括第一环形叶片阵列和第二环形叶片阵列，第一环形叶片阵列可操作成用于产生顺时针方向的涡旋，第二环形叶片阵列可操作成用于使从入口进入所述室中的流体产生逆时针方向的涡旋。
15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述叶片组包括第一和第二环形叶片阵列，这些叶片阵列可操作成用于在顺时针和逆时针其中一个方向上产生涡旋，所述叶片组还包括布置在第一和第二阵列之间的第三环形阵列，该第三阵列可操作成用于在与所述一个方向相反的方向上产生涡旋。
16.一种流体处理系统，包括：(a)具有过滤室的流体压力容器，该过滤室具有开口端和流体入口;(b)设置在其中的多个管状过滤介质元件，每个管状介质元件的一个流体侧仅与入口连通，而每个介质元件的与所述一个流体侧相对的流体侧仅与开口端连通;(c)设置在开口端上方的盖元件，该盖元件限定了具有流体出口的辐照室;和(d)位于辐照室中的至少一个紫外(UV)灯，该紫外灯在选择性启动时可操作成用于辐照从管状过滤介质流向出口的流体。
17.根据权利要求16所述的系统，还包括布置成环形阵列的多个紫外灯。
18.一种水处理系统，包括：(a)具有压力室的流体压力容器，该压力室具有入口和设置在该入口上方位置上的出口;(b)设置在压力室中的管状过滤介质元件，该管状过滤介质元件的一个流体侧仅与所述室的入口连通，而与这一侧相对的流体侧仅与所述室连通;和(c)在管状介质元件周围布置成阵列的多个紫外(UV)灯，其中，从入口穿过管状介质元件流动的流体在流过出口之前在所述室内被辐照。
19.根据权利要求18所述的系统，还包括：(a)设置在管状介质元件中的清洁盘，该清洁盘相对于一个流体侧以微小间隔布置，其中，该盘在相对于介质元件运动时可操作成用于去除积聚在其上的固体物质;和 (b)驱动机构，该驱动机构在选择性启动时可操作成用于实现所述盘的运动。
20.根据权利要求18所述的系统，其中，所述驱动机构包括马达和轴向引导螺杆。
21.一种水处理系统，包括：(a)流体压力容器，该流体压力容器具有与入口连通的第一室、与出口连通的单独分开的第二室、和与所述第一和第二室连通的开口端;(b)可移除地接纳在开口端上的封闭结构，该封闭结构包括过滤介质元件，该过滤介质元件具有通过开口端仅与所述第一室连通的流体入口侧和通过开口端仅与所述第二室连通的流体排出侧;和，(c)至少一个紫外(UV)灯，该紫外灯设置成在选择性启动时用于在其中辐照从过滤介质元件排出的过滤后的流体。
22.根据权利要求21所述的系统，其中，所述至少一个紫外灯设置在过滤介质元件周围。
23.根据权利要求21所述的系统，其中，所述至少一个紫外灯设置在第二室中。
24.根据权利要求21所述的系统，其中，所述至少一个紫外灯包括布置成环形阵列的多个紫外灯。
说明书
流体过滤系统、流体处理系统及水处理系统
技术领域
本申请要求美国临时申请No.61/654,440的优先权，该临时申请是由David K.Yee等人于2012年6月1日提交的，其标题为“Unified Filtration System”，并且全部都结合在本申请中作为参考。
本实用新型涉及一种流体处理系统，特别是用于处理水的系统，更特别地是用于处理远洋船舶中的压载用海水。这种系统用来净化进入压载箱中的海水，以防止箱体污染。
背景技术
迄今为止，这种压载水处理系统采用过滤介质元件和例如通过紫外灯进行的辐照。这种系统的例子在美国专利No.7,838,845、5,843,309和6,447,720及美国专利公开No.2010/0282661A1和2011/0100885A1中均有描述。这些设备的缺点在于通过紫外灯进行的辐照是不足的，原因在于局部流速梯度、在可接受的净化水平下的低流速、其尺寸和安装费用。一般来说，用于处理水的紫外线辐照的量取决于辐照路径的长度、紫外灯管的输出功率和流过灯的液流速率。
因此，希望提供一种通过减小速度梯度和通过在流体流过紫外线部分或紫外线室的长度时使流体更加均匀地暴露于紫外线辐照而改善流过紫外线辐照部分的流体的均匀性的方式或方法。
实用新型内容
本申请描述了用于处理水、特别是用作压舱物的海水的流体过滤系统，其具有多种实施方式。在一种实施方式中，该组件利用位于过滤元件内部 的紫外灯管，而在其他实施方式中，紫外灯管在外部围绕过滤元件布置，从而使流体系统的装配比使用单独的过滤紫外单元的情况下更加紧凑。
在该系统的某种实施方式中，通过使用作为叶片组堆叠在一起的旋流叶片单元来使从过滤元件进入紫外线部分的水具有涡旋，流过紫外灯管部分的流体的速度分布提供了改善的紫外线用量。特别地，旋流叶片组件可以布置在紫外灯管的底部，以提供流经紫外线部分的上升流和流经每个灯管的更均匀的流速，并改善在各种操作条件下的紫外线用量水平。
在本实用新型的过滤系统的其他实施方式中，流体路径被优化以使流速最大化，这通过如下方式实现：在过滤元件底部引入流体，使该流体随后竖直向上通过过滤器并从过滤管的顶部流出，然后向下流动通过围绕紫外线辐照部分的环形室，并在其底部或下端进入紫外线辐照部分以竖直向上流动通过该紫外线辐照部分，并通过该系统上端的端口排出。
在本实用新型的过滤系统的其他实施方式中，设有机械清洁机构以用来擦拭过滤介质的入口侧。通过可由伺服马达操作的起重螺杆(jack screw)使刮盘运动，以从过滤介质的入口侧刮掉污垢。在另一种实施方式中，对于每个裹置在紫外灯上的石英管提供刮盘，以清除聚集在外部管上的污垢。这些污垢可随后使用“反冲洗”方式被去除，其中，通过打开单独的泄流口而使流体流反向，以便能够与流体进入或出口连接装置无关地去除污垢。在其他实施方式中，通过可由伺服马达操作的转动式的控制管(brain tube)完成反冲洗，该控制管逐步地定位在每个过滤管上，以便能够反冲洗各个单独的管而不影响通过其余管的液流。
