用於燈組件中並可產生電磁輻射的燈泡組件的製作方法

2023-05-06 04:32:01 2

專利名稱：用於燈組件中並可產生電磁輻射的燈泡組件的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種家用和辦公室用的能夠過濾和處理水中雜質的就地使用式水處理系統(WTS)設備。
本發明的背景技術本發明能夠最大限度地減少或克服現有的就地使用式家用或辦公室用水處理系統(WTS)設備所存在的幾個問題。第一個問題是，使用其中裝有紫外線燈泡的燈組件的常規WTS設備能量效率低。當一種常規的燈組件被開啟時，在紫外線燈泡組件中的氣體被充分激發以輸出能夠確保充分殺滅WTS設備內的微生物所需強度的光之前需要較長的起動時間。在紫外線燈泡組件被充分激發和微生物被充分照射之前從WTS設備中排出的水中可能帶有大量的活微生物。因此，傳統的燈組件需要連續運行，這樣會耗費巨大能量。另外，在傳統的燈組件連續運行時，比如整夜地運行，存在於WTS設備中的水會暖得令人不舒適。最終，保持連續運行的燈組件的平均壽命大大低於只在需要處理水時才起動的燈組件的平均壽命。
第二個問題是在WTS設備中的反射器組件的設計形式。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出的並且沒有照射到輸水管道的光被反射器壁反射回來並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生的大量紫外光永遠不會照射到輸水管道。相反，大部分反射光被紫外線燈泡組件重新吸收並且永遠不會照射到輸水管道上。
第三個問題涉及的是燈組件與WTS設備的電連接。每次將燈組件安裝到WTS設備中或將其從WTS設備上拆下時，該燈組件必須相對於WTS設備被以機械和電的方式連接和分開。這通常需要複雜且過多的電安裝組件。此外，應該注意的是，在WTS設備通電時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用於使WTS設備的尺寸達到最小。在一個特定的WTS中的燈組件和過濾器組件可以或不可以同時從WTS設備上被拆下。如果這些組件被同時拆下，那麼由於它們自身的重量較大並且可能充有水，因此這些組件通常是相當重的。或者，即使燈組件和過濾器組件是分別地從WTS設備上被拆下，在操作過程中通常也會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設備所面臨的另一個問題是，為了監測燈組件需要複雜的監測系統。當燈組件老化時，從燈組件中輸出的紫外光強度通常會降低。最終，紫外光強度會降低到實現微生物殺滅率所需的強度以下。在達到所需最低紫外光強度之前應該更換燈組件。因此，在WTS設備內需要用於檢測紫外光強度的監測系統。這些監測系統通常是比較昂貴的。它們經常需要比較昂貴的帶有石英窗的紫外光傳感器。
由於如果就地使用式水處理系統被關閉，就會出現微生物的生長，因此通常需要使這樣的系統保持連續運行。在常規的WTS設備中的燈組件需要較長時間才能達到實現所希望的殺滅率需要的發射輻射強度的臨界值。因此，在達到光強度的臨界值以前，含有大量活微生物的水可能會從WTS設備中輸送出來。
常規的WTS設備所具有的其它問題和缺陷包括複雜的組件和用於安裝過濾器和燈組件的鎖定機構，這樣的鎖定機構可包括螺母、螺栓和O形密封圈等，它們必須以人工的方式進行安裝。
本發明能夠克服在現有的使用燈組件和過濾器組件的WTS設備中所存在的這些及其他的缺陷。
發明概述本發明涉及一種就地使用式水處理系統，所述水處理系統具有底座部分，帶有內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行控制。當過濾器組件和燈組件從底座部分上被移開和更換時，這些閥及密封件能夠阻止多餘的水溢出。
本發明還涉及一種燈組件，所述燈組件最好用於一種水處理系統中，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。所述反射器組件被製作成這樣的形式，即，使燈泡組件發射的光能夠反射和聚焦到所述管道上並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被固定在一對端蓋之間的輸水管道和用於照射所述管道的燈泡組件。所述管道用作一個可在其中對微生物和其他雜質進行處理的反應容器。可以使用與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或多個在端蓋之間延伸的管道。所述燈組件通常是獨立的而且可以被容易安裝到測試裝置或水處理系統中。
本發明的另一個方面是使用冷凝元件以對燈泡組件在其燈絲之間的中間部分進行冷卻。使一種諸如汞的可冷凝的材料於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。當所述燈組件被通電時，在所述冷凝的汞位於所述燈絲之間的電弧路徑時，所述冷凝的汞可被迅速地重新汽化。相反，當所述冷凝的汞位於所述電弧路徑之外時，在所述燈組件被重新通電時，使所述冷凝的汞完全汽化需要更多時間。汞在所述電弧路徑中的冷凝有助於使所述燈組件在較短時段內達到光強度的臨界值。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對燈泡中與冷凝元件接觸的中間部分進行冷卻的散熱器。如果所述冷凝元件是彈性的，那麼所述冷凝元件還可起到減震的作用。
本發明的另一個特徵是使用充滿一種螢光染料的塑料光管以將紫外光轉換成可見光。這種轉換使由燈組件產生的紫外光的相對強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並使光管在可以檢測可見光強度的特定發射表面處發射出可見光。螢光染料的顏色最好處於綠色波長的範圍內。
另一個特徵是使用感應耦合的底座部分和燈組件以提供殺死通過水處理系統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晶片之間的射頻識別(RFID)和通信聯繫可提供諸如過濾器和燈的壽命和用法的關於水處理系統的運行、特定的過濾器組件或燈組件的識別的信息以及其他所需信息。感應耦合和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行。所述底座部分將包括微處理器以控制所述水處理系統的運行。
本發明的一個目的是，提供一種WTS設備，所述WTS設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際電連接。
本發明的另一個目的是，提供一種WTS設備，所述WTS設備具有帶初級繞組的底座部分和帶次級繞組的燈組件，所述初級繞組為所述次級繞組提供能量以為燈組件通電，從而在WTS設備中產生高強度的紫外光。
本發明的另一個目的是，提供一種在WTS設備中的反射器組件，其中紫外線燈泡組件所產生的紫外光被反射和聚焦到一個或多個輸送需要處理的水的管道上，同時使到達紫外線燈泡組件並被紫外線燈泡組件吸收的反射光達到最少。
本發明的另一個目的是，提供一種WTS設備，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，並且當將所述過濾器組件從所述底座部分和燈組件上移開時，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。
本發明的另一個目的是，提供一種具有穩定器和燈組件的WTS設備，其中紫外線燈泡組件在起動後實際上能瞬間產生足夠高強度的紫外光，因此可使所述燈組件間歇地運行同時維持所需的微生物殺滅率。
本發明的另一個目的是，提供一種WTS設備，所述WTS設備間歇地運行並具有帶一對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，其中當紫外線燈泡組件被斷電時，至少一種被電離的氣體在燈絲之間的冷卻點附近冷凝。這樣當紫外線燈泡組件被重新通電時可使冷凝氣體被迅速地重新電離。
本發明的另一個目的是，提供一種光管，所述光管能夠接收紫外光，發出螢光並輸出與入射的紫外光在強度上基本成線性比例的可見光。
本發明的另一個目的是，在一個或多個過濾器和燈組件中提供靈敏晶片，所述靈敏晶片與在底座部分上的電子組件進行信息交流(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描述中、後面的權利要求中以及附圖中將很容易看出本發明的這些及其他的特徵、目的和優點，在附圖中

圖1是本發明所涉及的WTS設備的透視圖；圖2是該WTS設備的左側視圖；圖3是該WTS設備的後視圖；圖4是該WTS設備的底座部分的透視圖，其中該WTS設備的頂罩已被移開並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、關於圖6C中由6D所表示的被包圍區域的局部放大圖以及關於圖6C中由6E所表示的被包圍區域的局部放大圖；圖7A-F是底座和內套的頂部透視圖、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罩的透視圖、頂部平面圖和底部平面圖；圖13A-C是次級繞組的透視圖、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是靈敏晶片的透視圖；
圖15A-B是光管的後透視圖和後正視圖；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是封閉體的內部正視圖和側視圖；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，其中示範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、處於直立狀態的示意圖、處於倒立狀態的示意圖以及帶有散熱器並處於直立狀態的示意圖；圖24是關於圖23B-D中所示紫外線燈泡組件產生的相對光強度的圖表；圖25A-F是光管的放大的正面透視圖、頂視圖、後視圖、正視圖、底視圖和側視圖；圖26A-C是底部護罩組件的頂部平面圖、底部平面圖和分解透視圖；圖27A-F是電子組件的後部透視圖、前正視圖、後正視圖、頂部平面圖、側視圖和底部平面圖；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是所述前護罩的後部透視圖、後部正視圖和頂部平面圖；圖34A-E是後護罩的前透視圖、後透視圖、頂部平面圖、後視圖和側視圖；圖35A-B是頂部護罩組件的前透視圖和頂部平面圖；
圖36A-D是所述頂部護罩的前透視圖、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。
實現本發明的最好方式圖1中示出了本發明所涉及的示範性的水處理系統(WTS)設備20的透視圖。圖2和3分別是WTS設備20的左側視圖和後視圖。圖4是表示WTS設備的主要部件的分解圖，所述WTS設備包括底座部分22、燈組件24和過濾器組件26。燈組件24和過濾器組件26可以單獨地從底座部分22上移開和更換。可先將過濾器組件26從底座部分22上移開，然後再將燈組件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。然後，當WTS設備20被重新裝配時，以同軸的方式將過濾器組件26放置於燈組件24上並且插裝在底座部分22上。
現在，參見圖1-3，WTS設備的外部是由底部護罩32、後護罩34、前護罩36和頂部護罩40形成的。透鏡42安裝在前護罩36中的開口中。透鏡42調節WTS設備操作參數的可視顯示。圖2是WTS設備20的左側視圖，而圖3是WTS設備20的後視圖。用來接收電力的電源插頭組件44位於後護罩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，首先移開頂部護罩40。
現在參見圖5，圖5是WTS設備的主要部件的透視圖。底座部分22包括帶三個內套蓋52的內套50、進給閥組件54、帶有出口杯58的出口杯組件56、具有底部護罩32以及進口彎頭62和出口彎頭64的底部護罩組件60以及電子組件66。這些部件被封裝於底部護罩32、前護罩36和透鏡42、後護罩34以及頂部護罩40內。還示出了磁體固定件68和與頂部護罩40相連的磁鐵70。如果沒有以適當的方式將頂部護罩40與磁鐵70設置於WTS設備的其它部分的頂上，磁鐵70的磁場就不會被電子組件66上的傳感器檢測到，那麼WTS設備20就不會被通電。
燈組件24包括底部組件72、次級繞組74、底部支撐組件76、頂部支撐組件78、一對石英套筒80、紫外線燈泡組件82和一對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、底座和內套92、螺紋環94、過濾器殼體96和彈性過濾器殼體夾緊件98。
下面將分別對上述部件進行更詳細的描述。然後，利用WTS設備的多個截面圖對各種部件的組裝和配合進行描述。
A.過濾器組件參見圖6A-E，過濾器組件26包括濾塊組件88、帶圓頂的圓筒形過濾器外殼96、入口制逆球100、出口制逆球102、底座和內套92、過濾器螺紋環94、濾塊墊圈104和過濾器殼體夾緊件98。在本示範性實施例中，過濾器殼體夾緊件98是彈性的並由橡膠製成。過濾器殼體夾緊件98被延展並以摩擦的方式安裝於過濾器外殼96的上部圓頂端上。濾塊組件88具有設置在底部過濾器端蓋106和頂部過濾器端蓋108之間的環形碳塊90。濾塊組件88還具有包圍碳塊90外周邊的碳套110。碳套110是由尼龍網構成的，所述碳套110用於過濾或捕獲任何試圖徑向向內穿過碳塊90的大的顆粒。靈敏晶片112被固定在底座和內套92的底部中。靈敏晶片112用於記錄與過濾器的使用相關的參數。電子組件66上的傳感器以感應的方式通電並與靈敏晶片112相連通以獲取關於過濾器使用的詳細情況。
見圖6C-D，濾塊組件88被設置於過濾器殼體96並抵靠在濾塊墊圈104以及底座和內套92的下部上。濾塊墊圈104被夾在底座和內套92中的溝槽中。碳塊組件88被擰在過濾器螺紋環94上。而利用一種焊接工藝使過濾器螺紋環94被永久地固定於底座和內套92上。過濾器外殼96在其開口端被焊接到底座和內套92的外周邊上。入口制逆球100以可移動的方式被夾持在底座和內套92的底部附近，同時出口制逆球102以可移動的方式被夾持在底座和內套92的頂上並且處於濾塊組件88的頂部端蓋108下方。
見圖6D，底部過濾器端蓋106具有環形轂部114，環形轂部114支撐水平延伸的環形託盤部分116。內螺紋120形成在轂部114的徑向內表面上。託盤部分116中形成有四道同心的溝槽122，託盤部分116還有內凸緣124和外凸緣126。碳塊90的底部被支撐在託盤部分116上並被夾於內凸緣124和外凸緣126之間。現在參見圖6E，頂部過濾器端蓋108包括具有內凸緣132和外凸緣134的環形託盤部分130、環形蓋部分136和開口向下的夾球杯部分140。儘管沒有清楚地示出，但是託盤部分130還包括與碳塊90相對設置的四個同心溝槽。上部端蓋108被設置成可在內套92上部的頂上以移動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被設計成永久地與底座和內套92相連的形式。EMA帶148位於形成在端部146和底座和內套92的外周邊之間的間隙中以便於焊接。
底座和內套92分別示出在圖7A-F中。底座和內套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。三個在周向上彼此隔開的弧形凸起162圍繞著出口160並用於包圍出口制逆球102並使之定位。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被製作成與燈組件24的相應部分(未示出)接合的形式。
從圖6D中可以清楚地看出，底部150包括用於接收濾塊墊圈104的墊圈溝槽170、被球座174包圍的入口172和用於引導入口制逆球100的三個相互配合併在周向上彼此隔開的弧形凸起176。參見圖7A-D，三個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被插裝在內套50中。當將過濾器組件26從底座組件22上拆下時，傾斜的扇形部分178有助於提升過濾器組件26並使之離開底座組件22。其中具有開口186的矩形靈敏晶片夾持腔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置的，即，可以幹涉配合或壓配合的方式固定靈敏晶片112。靈敏晶片112用於記錄信息並向電子組件66傳輸信息。
過濾器螺紋環94包括外螺紋192。過濾器螺紋環94的內徑向周邊的尺寸是以這樣的方式被設置的，即，使其能夠與底座和內套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94焊接於與底部150相鄰的底座和內套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94放置於與底部150相鄰的底座和內套92的圓柱形部分152上。利用聲波焊接方法將過濾器螺紋環94永久地連接在圓柱形部分152上。將入口制逆球100設置在相互配合的凸起176內並抵靠在球座174上。類似地，將出口制逆球102設置在凸起162內並抵靠在球座164上。濾塊墊圈104位於底座和內套92的底部150的濾塊溝槽170內。接著使底座和內套92的圓柱形部分152在濾塊組件88的內徑向周邊內滑動。這樣出口制逆球102被捕獲在凸起162內並位於過濾器組件26的上部端蓋108的杯部140下方。然後將濾塊組件88擰於過濾器螺紋環94上並壓緊在緊濾塊組件88與底座和內套92之間的墊圈104。將過濾器殼體96放置在濾塊組件88上並壓靠在底部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。靈敏晶片112被壓入到夾持腔184中。
在WTS設備20的運行過程中，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處被引入並將入口制逆球100從其球座174中頂起。(應該注意的是，由於入口制逆球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下方和在底座和內套92的底部150上方所形成的環形區域內。接著，水向上流到在碳塊90的徑向外部和過濾器殼體96的內部之間所形成的環形區域。水進入碳塊90的徑向外周邊並且當水通過碳塊90的徑向內周邊時被過濾。接著，水在碳塊90與底座和內套92的圓柱形部分152之間所形成的環狀空間內被接收。然後，水必須向上流到底座和內套92的頂部154上方和蓋部136的下方。出口制逆球102位於球座164內並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。如稍後將描述的，只有當過濾器組件26被正確地放置於燈組件24上時，才出現這個情況。當將過濾器組件26從底座組件22上拆下並從燈組件24上提起時，出口制逆球102將位於球座164內並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。
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、次級繞組74、底部支撐組件76、頂部支撐組件78、一對石英套筒80、紫外線燈泡組件82、冷凝O形密封圈84和一對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。基本組件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向上延伸並且在橢圓形壁214的外表面上具有橢圓形密封階梯216。位於橢圓形壁214內的是帶有凹穴222的底壁220，凹穴222用於接收制逆球206。定位溝槽224沿著圓柱形壁210的內側垂直延伸。位於圓柱形壁210上的是光管凹穴226。出口228形成在設置於底壁212下方的轂部230中。一對L形卡口元件232形成在底壁212下方。卡口元件232用於在WTS設備20被組裝時能夠以可鬆脫的方式將燈組件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。
當將紫外線燈泡組件24從底座組件22上拆下時，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用於在底部組件72和底部支撐組件76之間形成密封。出口O形密封圈202用於在底部組件72和出口杯58的內側之間形成密封。
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與底部護罩242相互配合以使一對密封圈244被包圍在其中。熱敏電阻246與底部護罩242相連。如下面將詳述的，靈敏晶片250和光管252被固定在底部支撐組件76內。靈敏晶片250和電子組件66電的方式相通。靈敏晶片250測量燈組件24的各種操作參數。光管252將來自於燈組件24內的紫外光轉變為可被電子組件66上的光傳感器感測到的可見光。熱敏電阻246用於感測燈組件24內的溫度。或者，可利用單獨的溫度感測線路控制WTS設備內的溫度。WTS設備20將被自動地接通以防止WTS設備20內的水凍結。
圖11A-C中示出了底部支撐件240。一對底杯260分別具有用於夾持O形密封圈244的O形密封圈座262。出水口264位於每個杯260的底部。一對矩形卡口開口266用於將次級繞組74固定在底部支撐件240下方。八個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。一對U形槽270和一對L形槽272位於底部支撐件240的外周邊處。蝴蝶結形支撐件274形成在底部支撐件240的中心處並且在以聲波焊接的方式將底部護罩242焊接到底部支撐件240上時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的底部上設置橢圓形壁276並且橢圓形壁276用於與底部組件72的橢圓形壁214(圖9A)對接並且包圍橢圓形壁214。具有引導孔282的支撐結構件280位於中心處。兩對長定位肋條284和短定位肋條286形成T形結構件。肋條284和286的自由端以及橢圓形壁276的端部用於引導次級繞組74的內徑向圓周。
底部護罩242分別地示出在圖12A-C中。一對頂杯290是以這樣的方式設置的，即，使它們與底部支撐件240上的底杯260相對並且使O形密封圈244夾於底杯260和頂杯290之間。每個杯290中的開口292適於接收石英套筒80的下端(圖8A)。六個向上延伸的肋條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)。基本上為矩形的凹穴296的尺寸是這樣設定的，即，能夠接收在其內部的靈敏晶片250和光管252的燕尾形底座(圖15B)。凹穴296的上部由被四個向內延伸的楔形肋條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。導線開口306形成在位於凹穴296中與底部支撐件240相對一側上的凸臺310中。導線開口306適於安裝熱敏電阻246。另外，四個三角形的肋條312形成在底部護罩240上並且用於使封閉體組件76定位。頂杯290的下側314形成用於夾持O形密封圈244的座(圖10A)。
圖13A中示出了次級繞組74。繞組74包括環形線軸320，環形線軸320具有纏繞於其上的線卷326。線卷326上的導線纏繞了55圈。線軸320包括一對在直徑上相互隔開的夾持柄腳322和一對帶有孔的凸臺324。一對導線330貫穿帶有孔的凸臺324。夾持柄腳322被設計成被固定在底部支撐件240中的柄腳開口266(圖11A-C)內的形式以將次級繞組74固定在底部支撐組件76下方(圖8A)。
圖14中示出了靈敏晶片250。靈敏晶片250具有主體340，主體340具有嵌在或模製在其中的計算機晶片342。主體340包括矩形部分344和楔形部分346。計算機晶片342滑入到凹穴296中並且與矩形部分344之間保持幹涉配合，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的外側上。楔形燕尾部分354與凹穴296的四個楔形肋條312(圖12A-C)接合以牢固地將光管252緊固於底部護罩242上。曲線形部分350包括被拋光的頂表面360，頂表面360能夠接收來自於燈組件24內的紫外光。紫外光使光管252發出螢光和發射出可見光，可見光被反射並傳輸到光管252的外表面362上。曲線形內表面364面對著紫外線燈泡組件82的底部，當燈組件運行時，曲線形內表面364與頂面360相比實際接收的紫外光相當少。稍後將結合燈組件24的操作對光管252進行更詳細的描述。
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、頂部護罩368、入口O形密封圈370和一對石英O形密封圈372。圖17和18中分別示出了頂蓋366和頂部護罩368。頂蓋366具有盤狀體374，盤狀體374具有從其頂側向上延伸的按鈕376。當將過濾器組件26放置於燈組件24上時，可對按鈕376進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具有用於接收入口O形密封圈370的溝槽382。一對頂杯384設置在盤狀體374的下側。密封臺階386形成在頂杯384內。開口388貫穿頂蓋366。頂部護罩368具有圓形主體390，圓形主體390中形成有適於與頂杯384配合的凹槽392。一對開口394貫穿頂部護罩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的正視圖和側視圖。每一個封閉體和反射器組件86包括一個封閉體400和一個反射器402。每一個封閉體400包括一個連接在一對平面部分405之間的曲線形中心部分404。在每一個封閉體400的底部上具有一對L形的夾持柄腳406。沿著每個封閉體400的縱向周邊具有凸緣407，凸緣407具有多個銷408和配合孔410。當被壓合在一起時，封閉體400相互配合在一起並且相對的銷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。當裝配燈組件24時，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形密封圈370的一部分。在每個封閉體400的底部上具有一個外凸緣422和一個內凸緣424。內凸緣424被設計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內表面上的溝槽內。封閉體400具有多個在縱向上相互隔開的肋條426以增加結構強度。
圖21A和B示出了示範性的反射器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包括恆定半徑部分434和收斂半徑部分436。恆定半徑部分434在大約90°角的範圍內延伸。中心曲線形部分432的曲率半徑是恆定的。而收斂半徑部分436的曲率半徑從拐點438到凸緣430是減小的。
從圖22中可以看出，這種被設計成Ω形的反射器402能夠增強紫外光線在石英套筒80上的聚焦或反射同時能夠使被反射或聚焦到紫外線燈泡組件82的燈泡440上光線達到最少。從燈泡440表面上的點以與燈泡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438移動而減小。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，從而有助於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上的光線可能會照射反射器402的其它部分一次或多次，並且隨後照射石英套筒80而不是照射到發射燈泡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並圍繞著燈泡440的反射器相比，估計在直接或在3次反射內照射石英套筒或者從內鏡面彈回的光線強度方面增加了40％。在優選實施例中，反射器402是用鋁製成的，並且反射器402的內部被拋光以增強反射率。反射器402應該用反射不是吸收在電磁頻譜的紫外線範圍內的光線的材料製成的。儘管反射器402最好具有基本光滑且連續的曲線形內表面，但是也可使用具有刻面的反射器，只要刻面能增強離開燈泡440並射向石英套筒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包括兩個並排的發射燈泡440，在所述兩個燈泡440之間有一條能夠使氣體通過的上部通道442。一對燈絲444與相應的成對導線446電連接。導線446穿過紫外線燈泡組件82的底座448。導線436與次級繞組74相連以為燈組件24供電。紫外線燈泡組件82內充填有一種氖-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。也可以預見，混合比例從50∶50到99.5∶0.5的混合物都可以用於本發明中。在燈泡440中也可充填汞(Hg)，汞(Hg)在室溫下處於凝固狀態。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器以有助於使汞(Hg)處於等離子態。與常規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-氬混合氣體能夠產生較高的瞬間光輸出。與在常規的紫外線燈泡組件中發現的相比，氖-氬混合氣體的使用在燈泡440內壁溫較高的情況下也能提供了較高的總穩定性。這對於在寒冷天氣或寒冷的運行條件下諸如冷水流過WTS設備20時是尤其重要的。與以前用於WTS設備的紫外線燈泡組件相比，這些特點有助於提高強度和縮短起動時間。
從燈絲444傳遞來的能量向上發出電弧，電弧通過通道444然後往下達到另一個燈絲444。在這個過程中，氣體被激發和產生光。在陰極預熱期間，燈絲產生橘紅電離。當氖-氬混合氣體開始被激發時，產生紅光。最後，氖-氬混合氣體的電離迫使Hg汽化並產生波長為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用於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設備20的運行期間，較冷的水通過所述石英套筒80。在紫外線燈泡組件82開始被激發和運行後，燈泡440中與密封圈84直接接觸的部分的溫度略低於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何時關閉，被汽化的汞等離子體都會在與冷凝O形密封圈84相鄰的燈泡440內冷凝。在沒有冷凝O形密封圈84的情況下，更多的汞將會在燈絲444下方的燈組件82的底座處冷凝。已經發現，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能被更快地達到一個預定強度。這是因為汞在燈絲444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示出了在三個實驗條件下運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，這樣被冷凝的汞會降至燈泡440中遠離底座448的端部。同樣，也沒有散熱器。最後，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，並且紫外線燈泡組件82具有一個用作散熱器的黃銅棒以進行散熱。在兩個獨立的時間t1和t2處記錄這些實驗中的紫外線燈泡組件82的光強度輸出。相對於在時間t2處記錄的最高輸出對這些輸出進行標準化。
從圖24中所示的圖表可以看出，對於紫外線燈泡組件8 2的底部朝下並使用散熱器的第三種情況，在時間t2處產生為1.0的最高標準化強度。在底部被顛倒或朝上並且沒有使用散熱器的第二個實施例中出現的第二最佳結果是產生標準化輸出為在第三種情況所產生的0.84倍。最後，在沒有使用散熱器且紫外線燈泡組件8 2以直立的方式被放置的第一種情況下，紫外線燈泡組件82的起動最慢，強度僅為在底部朝下/帶有散熱器的第三種情況下所產生的強度的0.56倍。因此，在本發明中，在需要使用實際上能夠瞬間起動且具有強度的紫外線燈泡組件8 2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度的方式使燈組件24間歇地運行而連續運行同時仍然能夠充分地對微生物進行殺滅。儘管在本實施例中沒有使用，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。
現在將對光管2 52進行更詳細的描述。光管2 52最好用型號為V826的丙烯酸製成，它基本上是純的，其中混有1％的螢光綠色染料。所述綠色染料是由Uniform Color of Holland，Michigan出售的型號為60-3170的綠色染料。當該染料受到紫外光(例如波長為254納米的光)的照射時能夠發出螢光，從而發出在綠色範圍內的可見光。已經證實，綠色能夠提供使光非常有效地穿過光管252進行傳播，而其他顏色則嚴重抑制光穿過光管進行傳播。例如，由紫外線燈組件72中的汞產生的藍光部分確實可以通過光管252，這樣當紫外光沒有照射光管252時，從WTS設備10的外側看過去，這種光是可見的。因此，用戶可以藍光的存在情況得知燈組件24是否在運行。然而，這樣使能夠穿過光管的藍光強度被大大地減小。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而發出的螢光所產生的可見光強度而不是感測由燈組件24產生的其他可見光。因此，光管252的作用幾乎與帶通濾波器的作用相同。
在幾何結構上，光管252具有向前彎曲的內表面364和頂表面360。在安裝塊352的端部處也具有發光外表面362。頂表面360和發光外表面362都是經過高度拋光的以易於接收或傳輸光線。從圖39中可以清楚地看出，因為光管252被設置在燈絲444鄰近，因此大部分進入內表面364的光來自於紫外線燈泡組件82的燈絲區域。從燈絲444發出的光通常為在紅色範圍內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略微彎曲並從內表面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的中間部分被聚焦並且還能夠接收主要來自於燈組件24的紫外光。當紫外光照射頂表面360時，光管252中的染料發出螢光並且發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的內表面反射並從發光外表面362向外傳輸。已經發現，通過在光管252中使用綠色螢光染料，從光管252輸出的可見光強度基本上與在燈組件24內產生的紫外光是成線性比例的。因此，通過感測從發光外表面362發射出的可見光能夠直接監測燈組件24中的紫外光強度。如果該輸出不是線性的，那麼可使用一種計算機晶片和查閱表建立來自於外表面362的光的輸出與燈組件82輸出的紫外光強度之間的關係。然而，對使用計算機晶片和查閱表的這種附加要求將大大增加該監測線路的複雜性和成本。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。
可以預見到，本發明能夠通過監測從光管252中輸出的顏色來監測燈組件24的溫度。當紫外線燈泡組件82沒有輸出紫外光而是只是傳輸由燈絲或氖-氬氣體混合物所產生的可見光時，非常小強度的光從外表面362輸出。在燈泡組件以高強度運行時顏色也會不同於正常輸出的綠色。
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與底部護罩242之間。靈敏晶片250以壓配合的方式被安裝在凹穴296中並且光管252以燕尾接合的方式安裝於凹穴296上方。然後以聲波焊接的方式將底部支撐件240與底部護罩242焊接在一起。參見圖8A，利用柄腳322將次級繞組74安裝到底部支撐件240上的卡口開口266上，同時導線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，並且石英O形密封圈372被夾在頂蓋366和頂部護罩368之間，以聲波焊接的方式將頂蓋366和頂部護罩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放置於底部支撐組件76的燈泡接收肋條294中，同時導線440穿過底部支撐件240的槽270和272。然後向下將石英套筒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。然後將頂部支撐組件78放置於石英套筒80上同時利用石英O形密封圈372對密封石英套筒80周圍進行密封。
將反射器402並置於各自的封閉體400內並且在封閉體400的曲線形部分404和封閉體402的曲線形部分432之間的塗膠。第一封閉體和反射器組件86被水平地放於固定設備中(未示出)。然後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上並且將引導銷408壓入到配合孔410中。以聲波焊接的方式將兩個封閉體組件86焊接在一起，並且沿著封閉體400每一側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。然後將底部組件72安裝到底部支撐組件76下方，同時光管252從底部組件72的凹穴226中伸出。因此，當來自於紫外線燈泡組件82的紫外光照射到光管252上時，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是底部護罩組件60的頂視圖、底視圖和分解圖。底部護罩組件60包括底部護罩32、進口彎頭組件62和出口彎頭組件64、四個腳墊582、揚聲器屏584、受話器插孔蓋586和一對C形卡子588。C形卡子588將進口彎頭組件62和出口彎頭組件64緊固在底部護罩32上。進口彎頭組件62和出口彎頭組件64由進口彎頭590、出口彎頭592、O形密封圈594、夾頭596和接頭598組成。
圖26C中示出了底部護罩32。外周壁602設置在包圍凸出平臺606的凹槽604附近。三個帶有螺紋的凸臺610適用於接收將內套50固定螺紋到底部護罩32上的螺紋。一對凸出的肋條612和四個夾持肋條614用於使後護罩34和前護罩36定位，夾持肋條614在外周壁602和凸出平臺606之間延伸。類似地，四個凸出的交叉肋條616用於支撐電子組件66。兩個定位凸臺620用於引導在出口杯58上的安裝銷。入口622和出口624的尺寸是這樣設定的，即，能夠利用C形卡子接收彎頭62和64。正方形開口626便於接觸在電子組件66上的受話器插孔。拱形部分632和634形成在底部護罩32的下側以容納向WTS設備20輸水和從WTS設備20排水的進水軟管和排水軟管(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、初級繞組656、靈敏傳感器組件654、電源插孔660、流量霍爾效應傳感器662、VFD664、揚聲器666和磁傳感器668。初級繞組656纏有10匝導線。卡子670將VFD664固定到上板650上。下板648有一對凸臺通過開口672、其中設置有傳感器662的出口674和入口676。凸臺通過開口672可使底部護罩32上的凸臺610通過。進口674和出口676用於使水通道相對於內套50和出口杯組件56進出。下板648的周邊被製成這樣的形式，即，使其被底部護罩22的帶臺階的肋條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是這樣設置的，即，使繞組674能夠與過濾器和燈組件靈敏晶片112和250進行信息交流和為這些晶片供電。光傳感器676接收從光管252輸出的可見光。當頂部護罩40和磁體70被正當地安裝在底部支撐件22的其它部分上時，磁體傳感器668被安裝於上板650上以進行感測。
如圖28A-D中所示，出口杯組件56包括出口杯58、上軸承704、流量調節器706、下軸承710和光管杯712。出口杯58具有底壁714、由臺階722連接在一起的下側壁716和上側壁720以及上凸緣724。參見圖28B，以聲波焊接的方式將一對夾持蓋726焊接到底壁714上以在形成於底壁714中的L形開口728周圍形成密封。開口728用於插裝位於燈組件24的底部上的柄腳232。下臺階730和上臺階732形成在下側壁716的一些部分和上側壁720的一些部分中。當扭轉燈組件24以相對於出口杯組件56安裝和拆卸燈組件24時臺階730和732能夠使燈管252和凹穴296轉動。下壁716中的開口734使燈管杯712被安裝在其中。當燈組件24被鎖定在出口杯組件712中的適當位置時，燈管252與開口734和燈管杯712對準。如圖41中所示，燈管杯712與光傳感器676對準。
導管736從底壁714向下懸垂，導管736帶有貫穿導管736的通道738。套環740形成在導管736的上端上。通道738的內側具有四個縱向延伸的狹槽742。每一個上軸承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相對於出口杯58轉動。應該注意的是，上軸承704具有上尖端並且延伸到套環740的上方。當燈組件24被安裝在出口杯58上時，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節器706並且接著流到出口彎頭組件64。當將燈組件24從出口杯58上移開時，制逆球206將重新回到球座中並且防止水從燈組件24的底部溢出。
上軸承704和下軸承710以可轉動的方式支撐流量調節器706，流量調節器706上具有一對螺旋葉片。一個磁晶片埋在其中一個葉片中。當流量調節器706旋轉時，流量霍爾效應傳感器662拾取由磁晶片產生的通過磁場，從而感測WTS設備20的流速。一對帶有臺階的定位銷744處於底壁714的底側上，定位銷744被製成這樣的形式，即，使定位銷744被接收在底部護罩32的凸臺620中。缺口750形成在凸緣724中以容納在內套50上的輸水管。
從圖37中可以清楚地看出，入口閥組件54安裝在內套50中並且以流體連通的形式將底部護罩組件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和一對彈性O形密封圈770。入口閥殼760具有一對用於接收O形密封圈770的直徑減小的端部772和774。入口閥殼760中的內孔775帶有階梯以包括用於接收入口彈簧762端部的座776。當將過濾器組件26安裝在內套50上時，入口制逆球764壓靠在入口彈簧762上並且被入口偏置元件766壓住。當將過濾器組件26從WTS設備20上移開時，入口制逆球764處於球座中以防止水通過入口閥組件54流到由於移開過濾器組件26而留下的腔中。一對密封條780形成在入口杯密封件768的外側上以有助於與內套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之間出現相對轉動。
圖30A-C示出了內套50和三個蓋52。圖31A-D示出了與出口杯組件56焊接在一起的內套50。內套50具有周向延伸的凸緣804，凸緣804圍繞其上周邊延伸。內套50具有凸出的後部806，凸出的後部806向下彎曲以與較低的前部808會合。一對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，內套50的底部包括三個用於接收過濾器組件26上的夾持柄腳180的L形夾持開口812。在開口812附近具有三個與在過濾器組件26底部上的相應的傾斜扇形部分178相互配合的斜坡813。當將過濾器組件26安裝到內套50上或者將其從內套50上取下時，斜坡813和扇形部分178有助於過濾器組件26的下落和抬起。蓋52被焊接在各個夾持開口812的下方以對內套50的底部進行密封防止滲漏。中心開口814形成在內套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套50的底部周向地設置三個隔離支柱816，並且隔離支柱816被設計成能夠與三個凸臺610相互配合的形式以接收將底部護罩22固定到內套50的螺釘。螺釘通過凸臺610並且擰入到隔離支柱816中的孔817中。
進水管道818形成在內套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以可滑動的方式夾持入口偏置元件766和入口杯密封件768。臺階726包圍中心開口814。臺階726與在出口杯組件56上的凸緣724配合以便可在臺階726和凸緣724之間形成聲波焊接焊縫730。
現參見圖32A-C和圖33A-C，其中示出了透鏡42和前部護罩36。前部護罩36大致成U形並且具有前部850和一對向後延伸的側部852。適於接收透鏡42的下邊和側面的透鏡接收開口854形成在前部850的正面。一對垂直的狹槽856位於前部850的底部中。兩對鉤狀凸起沿著側壁852的內側向後延伸。相應的與輪廓相符的凸緣862位於側壁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上以形成一個組件。
圖35A-E中示出了後部護罩34。後部護罩34包括後部902和一對向前延伸的側部904。兩對內肋條906沿著側部904的內側向前延伸。夾持凹槽910處於每一個肋條906的前端，夾持凹槽910被設計成能夠以可鬆脫的方式與前部護罩36的鉤狀凸起860相互配合的形式。與輪廓相符並且帶有臺階的頂部凸緣橫過後部護罩34的頂部。類似地，底部凸緣914橫過後部護罩34的底部並且被設計成能夠被接收在底部護罩34中的凹槽內的形式。電源插頭組件44穿過後部902的下部並且被後部902的下部夾持。
圖35A和B示出了頂部護罩40、磁體固定件68和磁體70。圖36A-D分別地示出了頂部護罩40。頂部護罩40包括前部940、一對側部942、後部944和頂壁946。下凸緣948圍繞頂部護罩40的下周邊延伸並且被設計成能夠與後部護罩34和前部護罩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的附近並且將磁體70固定在電子組件66上的磁傳感器668附近。當取下頂部護罩40時，磁體70和傳感器668用於切斷WTS設備20的供電。
D.組裝和操作底座部分22的組裝過程如下。將內套50放置到一個固定裝置(未示出)的上部。以聲波焊接的方式將蓋52焊接到內套50的底部以形成一個內套組件。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以及流量調節器706位於在出口杯58底部中的通道736內。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放置在內套50的底部內，並且在中心開口814附近將凸緣724焊接到內套50上以形成焊縫830。然後如在圖29A-C和37中所示，將入口閥組件54安裝在內套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內並且利用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內並且利用密封環780對管道818內進行密封。
接著使電子組件66與內套組件相連。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套50前部中的開有狹槽的夾持肋條810內。以聲波焊接的方式將透鏡42焊接到前部護罩36上。然後使前部護罩36和後部護罩34與內套50相連。將電子組件66上的VFD顯示器664與透鏡42對齊。
接著組裝底部護罩組件60。使入口彎頭組件62和出口彎頭組件64固定在底部護罩32上。將底部護罩組件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的下臺階772和出口杯58的管道736。帶有臺階的定位銷744穿過下板748並且被接收在底部護罩32的定位凸臺620中。兩個安裝凸臺610穿過在下板748中的凸臺開口672。從圖40和41中可以看出，第三凸臺610在下板外部通過。安裝凸臺610與內套850上的安裝支柱816配合。將三個螺釘插入到安裝凸臺610中並且螺釘以自攻的方式進入到安裝支柱816中的開口817中以將底部護罩組件60與內套組件、後部護罩34和前部護罩36固定在一起，從而完成了底座部分22的組裝，但是頂部護罩40除外。
插裝燈組件24並且夾持柄腳232以可鬆脫的方式與出口杯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上並且過濾器組件26的夾持柄腳180插裝到內套50上的L形夾持開口812上。當安裝過濾器組件26時，過濾器組件26落在傾斜的凹槽上。
頂部護罩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。將頂部護罩40放置在過濾器組件26上方並且將頂部護罩40放置到後部護罩34和前部護罩36上以完成WTS設備20的組裝。磁體70處於電子組件66的磁傳感器附近，從而使WTS設備20通電。
見圖37，水進入底部護罩32下方的出口組件62並且通過入口閥組件54。入口閥組件54輸送水並使水通過內套50達到過濾器組件26的入口172並且未經處理的水將入口球100頂離其球座174。未經處理的水在過濾器底部端蓋106下方通過並且徑向向外流動直至碰到過濾器殼體96。接著未經處理的水向上進入到形成在過濾器殼體96和濾塊90的徑向外部。然後未經處理的水徑向向內通過濾塊90直至流到底座和內套92。水向上流動直至達到過濾器頂部端蓋108。已被過濾的水在過濾器端蓋108的蓋部136下方徑向向內地流過並且流到底座和內套92的頂部154上方。
在燈組件24被安裝在過濾器組件26內時，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並且通過在頂部支撐組件78中的開口388進入到燈組件24中。經過濾的水被從紫外線燈泡組件82發出的紫外光照射。利用從電子組件66的初級繞組656接收電力的次級繞組74為紫外線燈泡組件82供電。在燈組件24內產生的紫外光照射光管252並使其中的螢光染料發出螢光和產生可見光。從光管252發出的可見光通過光管杯712達到可見光傳感器676。應該注意的是，過濾器靈敏晶片112和燈靈敏晶片250所處位置靠近靈敏傳感器組件654。
現參見圖38，經過濾的水被從紫外線燈泡組件82發出的紫外光照射直至到達底部支撐組件76。經反射器402反射的紫外光有助於增加射到石英套筒80上的光量。經過濾和被照射的水通過在底部支撐組件76中的開口264並且被收集在底座72中。由於利用頂部軸承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。已經充分處理的水經過並使轉子或流量調節器706。霍爾效應傳感器662拾取由使流量調節器706旋轉而產生的通過磁場以確定通過WTS設備20的流速。接著，被處理的水通過出口彎頭組件60從WTS設備20排出。
儘管在上述內容中已經通過特定的優選實施例對本發明進行了描述並且為了說明已經提及了一些細節，但是在不脫離本發明的基本原理的基礎上對這裡所述的細節進行改進以及對本發明進行一些替換對於本領域普通技術人員是顯而易見的。
例如，不使用第二水處理設備(諸如發出能夠殺滅微生物所需的紫外光的燈組件)，可使用其它處理設備。這樣的示例可包括臭氧發生器、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的設備。這些第二水處理設備理想上也是被設置在由過濾器組件的內套限定的腔中。也可利用在底座部分中的初級繞組以感應的方式為這些第二水處理設備進行供電，所述底座部分控制水處理系統的操作。另外，也可使用由閥和密封件構成的組件以與上述相對於底座部分、過濾器組件和燈組件類似的方式對第二水處理設備進行密封。
權利要求
1.一種用於燈組件(24)中並可產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)可被通電以產生電磁輻射，當所述燈泡組件被斷電時所述燈泡(440)還裝有凝固的汞；設置在第一端中的第一燈絲(444)和設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)；當所述燈泡組件(82)未通電時，所述冷凝元件(84)可使在冷凝元件(84)附近的汞冷卻和凝結。
2.如權利要求1所述的燈泡組件(82)，其特徵在於，所述冷凝元件是彈性O形密封圈(82)。
3.如權利要求1所述的燈泡組件(82)，其特徵在於，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％。
4.如權利要求3所述的燈泡組件(82)，其特徵在於，所述燈泡裝有重量百分比至少為95％的氖。
5.如權利要求4所述的燈泡組件(82)，其特徵在於，所述燈泡(440)的形狀大致為U形並且所述燈泡(440)具有第一細長部分和第二細長部分以及在所述第一細長部分和第二細長部分之間延伸的通道(442)，所述第一燈絲(444)在所述第一細長部分中，所述第二燈絲(440)在所述第二細長部分中。
6.一種用於縮短燈泡組件(82)的起動時間的方法，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)，並且所述燈泡(440)中裝有可激發的氣體和冷凝的汞；為燈泡組件(82)通電以在所述第一和第二燈絲(444)之間產生電弧，從而激發所述氣體和使汞汽化並且使燈泡組件(82)發出電磁輻射；使燈泡組件(82)斷電；以及使所述燈泡(440)的中間部分冷卻並使汞在位於所述第一和第二端(448)之間的被冷卻的中間部分上凝結；使凝結的汞在位於所述第一和第二燈絲(444)之間的電弧路徑中被捕獲，從而在接著對燈泡組件(82)通電後能夠縮短燈泡組件(82)的起動時間。
7.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，所述對中間部分進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管(80)相接觸並且可使燈泡(440)的中間部分散熱。
8.如權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述冷凝元件(84)是一種能夠在燈泡(440)和導管(80)之間提供減震的彈性元件。
9.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，所述冷凝元件(84)是金屬的。
全文摘要
本發明涉及一種用於過濾和處理水中雜質的就地使用式水處理系統(WTS)設備(20)。WTS設備(20)可包括設置在底座部分(22)中的第一初級繞組(74)，第一初級繞組(74)以感應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)內延伸的內套(92)的過濾器組件(26)。內套(92)限定一個腔，第二處理裝置可被設置在所述腔中。第一和第二閥和密封件可設置在過濾器組件(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)可被獨立地更換。
文檔編號B01D27/00GK1488582SQ03152640
公開日2004年4月14日 申請日期2000年6月14日 優先權日1999年6月21日
發明者R·W·庫恩寧, E·K·巴特庫斯, D·W·巴爾曼, K·E·康拉德, S·A·莫萊馬, R W 庫恩寧, 巴爾曼, 巴特庫斯, 康拉德, 莫萊馬 申請人:通達商業集團國際公司