專利名稱：流體處理系統和方法
技術領域：
本發明涉及一種通過將重力進料流體物流供入到一個輻照區的流體處理的方法，該輻照區包括至少一個輻射源并具有一個閉合的截面以將流體物流限制在距所述至少一個輻射源的預定最大的距離之內。
本發明也涉及一種清洗位于流體物流中的輻射源組合件(radiation source assembly)的新方法，其中輻射源的外面使用包括一種合適的清洗流體的清洗部件清掃。
本發明還涉及一種通過將流體暴露于輻射而處理流體的新系統。具體地說，本發明涉及一種新穎的用于流體處理的重力進料系統，它包括一個處理區，處理區又包括一個相對于輻射源其構型可提供固定流體形狀的輻照區。
本發明還涉及一種用于流體處理系統的新穎輻射源組件(radiation source module)。具體地說，該組件包括連接到支撐部件上的一個或多個輻射源組合件，且支撐部件設計成可使得當系統正在使用時，也可將該組件插入處理系統中和從中取出。該組件被設計成當輻射源組合件被安裝或移出時不與該系統處理區中的各個表面接觸。
本發明還涉及用于流體處理系統的一種新穎的清洗裝置。具體地說，該清洗裝置包括一個或多個可以清洗流體處理系統內的輻射源組合件的外表的清洗部件，這些清洗部件中含有合適的清洗流體，清洗流體與輻射源組合件的外表接觸，松動和/或清除污染輻射源組合件外表的物質。
背景技術：
流體處理系統是眾所周知的。例如，USP4,482,809、4,872,980和5,006,244(轉讓給本發明受讓者，其每一份的內容在此都作為參考文獻)都描述了使用紫外輻射(UV)的重力進料流體處理系統。
這些系統都包括一排UV燈架，其中包括幾個UV燈，每個UV燈都裝在燈架的兩個支撐臂之間的套內。燈架浸沒在要處理的流體中，需要時進行輻照。流體受到的輻射量通過流體接近于燈的程度、燈的輸出功率以及流體通過燈時的流動速度確定。使用一個或多個UV傳感器檢測燈的UV輸出，在某種程度上，一般通過液面閥或類似裝置在處理裝置下游控制流體液面。在重力進料系統中，由于在較高的流動速度下難以精確地控制液面，因此，流體液面的波動是不可避免的。這樣的波動可能導致處理的流體輻照不均勻。
然而，上面描述的系統中存在各種缺點。依據處理的流體的特性，環繞各UV燈的套會周期性地被外來物質污染，抑制了其將UV輻射傳到流體的能力。當套被污染后，必須進行人工清洗以清除污染物質，其清洗間隔可以根據以往的操作數據確定，也可以通過UV傳感器進行測量確定。
如果這些UV燈架用于一個開放的類似渠的系統中，當系統連續操作時，可以移出一個或多個架，并且將移出的架浸泡在合適的酸性清洗溶液浴中，用空氣攪動以清除污染物質。當然，必須提供富余的或備用的UV輻射源(通常包括額外的UV燈架)以保證當一個或多個架被移出進行清洗時被處理的流體仍然有合適的輻照。當然這需要更多的UV容量，增加安裝處理系統的費用。
另外還必須提供和擁有內部可置放UV燈架的含有清洗溶液的清洗槽。依據一次所清洗的燈架的數量和需要清洗的頻率，這也可能顯著增加處理系統的安裝、維護和操作的費用。
如果燈架是一個密閉系統，從流體中移出燈架進行清洗是不現實的。在這種情況下，套的清洗必須通過暫停流體的處理來進行，關閉處理器的進口和出口閥，將處理器整個充滿酸性清洗液并用空氣攪動流體清除污染物。清洗這樣一個密閉處理系統有很多缺點，如清洗進行時，處理系統必須停止，必須使用大量的清洗液充入處理系統內。存在的另一個問題是處理大量的酸性清洗流體是危險的，并且處理大量的用過的清洗流體是困難的和/或昂貴的。當然，開放的流動系統也面臨這兩個問題，盡管程度稍小一些。
的確，本發明者認為，一旦安裝后，以前技術的流體處理系統其最大的維持成本之一通常是輻射源周圍套的清洗成本。
上面描述的以前技術系統的另一個缺點是UV燈的輸出。不幸的是在以前技術的系統中，UV燈要求是約5英尺長，以提供必要的UV輻射功率。而UV燈易碎，并需要在燈的每一端支撐。這也增加了系統的投資成本。
另外，由于在以前技術的系統中的有限的輸出功率，通常需要大量的燈。例如，某種以前技術裝置使用9000盞以上的燈。這樣大量的燈提高了上述的清洗燈的成本以及維護(更換)燈的成本。本發明的公開本發明的一個目的是提供一種通過輻照處理流體的新方法，該方法克服或緩和了至少一個上述的以前技術的缺點。
本發明的另一個目的是供一種新穎的流體處理系統，該系統克服或緩和了至少一個上述的以前技術的缺點。
根據本發明的一個方面，提供了處理流體的方法，包括下列步驟(i)將流體的重力進料物流提供到流體進口；(ii)將流體物流從流體進口提供到包括至少一個輻射源并具有閉合橫截面的輻照區；(iii)將流體物流限制在距至少一個輻射源預定的最大距離之內；(iv)將流體物流暴露于輻射源的輻照之下；(v)將第(iv)步的流體物流提供到流體出口。
根據本發明的另一個方面，提供了在流體處理系統中原位從輻射源上清除污染物質的方法，包括下列步驟(i)將一種清洗流體提供到清洗室；(ii)移動清洗室使其與輻射源的至少一部分結觸預定的時間，所述清洗室保持所述清洗流體與所述部分接觸；和(iii)在所述預定時間以后，移動所述清洗室脫離與所述輻射源的所述部分的接觸。
根據本發明的再一個方面，提供了重力進料流體處理系統，包括流體進口、流體出口、置于流體進口和流體出口之間的輻照區，輻照區(i)包括至少一個輻射源，和(ii)具有一個閉合的橫截面以使待處理的流體限制在距至少一個輻射源組合件預定的最大距離之內。
優選輻照區設置在包括進口過渡區和出口過渡區的流體處理區內。進口過渡區從流體進口接受流體物流并在其進入輻照區之前提高其流速。出口過渡區從輻照區接受流體物流并在其進入流體出口之前降低其流速。因此，流體流速僅僅在輻照區提高，從而降低了流體流過系統的壓頭損失。本專業技術人員會知道進口過渡區和出口過渡區中的一個或兩個都可以由錐型部分構成(如下述)。“鈴口”型的進口和出口也可以使用。兩種情況下，其結果都是降低了壓頭損失。
根據本發明的另一個方面，提供了用于流體處理系統的輻射源組件，包括支撐部件；至少一個從所述支撐部件伸展開的輻射源組合件；和將輻射源組件固定至流體處理系統的固定裝置。
根據本發明的再一個方面，提供了用于流體處理系統中輻射源組合件的清洗裝置，包括與所述輻射源組合件的外表的一部分嚙合的清洗套，清洗套可以在回縮位置和伸展位置之間運動，在回縮位置中所述輻射源的第一部分暴露于待處理的流體物流，而在伸展位置中所述輻射源組合件的所述第一部分完全或部分被所述清洗套覆蓋，所述清洗套包括一個與所述輻射源組合件的所述第一部分接觸的室，且供給以適于從所述第一部分清除不需要的物質的清洗液。
根據本發明的還一個方面，提供了輻射傳感器組合件，包括一個傳感器殼；在所述殼內且包括暴露于輻射源的部分的輻射傳導裝置；從所述傳導裝置接受輻射的輻射傳感器；和清除污染所述部分的物質的裝置。
在此所用術語“重力進料”包括這樣的系統，即流體的壓頭來自流體的高度變化。可以理解，這樣的系統包括自然重力進料的系統和通過泵或其它機械裝置改變流體的高度提供重力進料的系統。附圖的簡要描述本發明的實施方案將參考附圖進行描述，其中，
圖1表示以前技術的流體處理裝置的側截面；圖2表示圖1所示以前技術的流體處理裝置的端面；圖3表示本發明的臥式流體處理系統的第一實施方案的側截面；圖4表示用于圖3系統的輻射源組件；圖5表示圖4中A所指的區域的放大圖；圖6表示用于圖3系統的輻射源組件的另一個實施方案的一部分；圖7表示圖6中B所指的區域的放大圖；圖8表示本發明的立式流體處理系統的第二實施方案的側截面；圖9表示輻射傳感器組合件。
實施發明的最佳方式為了清楚起見，在討論本發明之前先對以前流體處理技術的裝置做一簡要描述。圖1、2表示如USP4,482,809中描述的以前技術的處理裝置。該裝置包括了大量的輻射源組件20，其中每一個組件包括一對框架臂24以及在其間的若干UV燈組合件28。如圖2所示，將大量的燈組件20以最大間距跨列在處理槽32中，各燈組件20之間的最大間距設成保證被處理的流體能夠至少接受預定最小劑量的UV輻射。
該系統是成功的，然而如上所述它存在幾個缺點，其中燈組件20的排列使該裝置的維護需較高的勞動強度。尤其是更換燈和清洗燈周圍的燈套費時且費用昂貴。另外，當燈移出時為了使處理還能夠連續進行，必須提供富余的燈組件，以保證流體仍然受到預定最小劑量的輻射，從而增加了系統的成本。另外，依據流體的特性和它的流速，每單位被處理流體可能需要大量的燈和燈套。這一先前的工藝系統的另一個缺點是當流速較高時難以控制流體相對于燈組件20的液面高度。
因此，上述先前的工藝系統固然取得了成功，但本發明人已注意到改進流體處理系統以克服一些上述的缺點。下面將參考附圖描述本發明。
現在參考圖3，本發明的處理系統通常用100表示。系統100包括橫跨安裝在開放的流體槽108的主體104，這樣流過槽108的所有流體都被導流通過處理區112。主體104可以是預制混凝土、不繡鋼或其它的適用于所處理流體并能耐所采用的輻射的材質。
主體104的底面包括一個中心區116，中心區116分別沿著前斜面120和后斜面124向下延伸。相應的向上凸起的中心區132位于槽108的底面128上，在中心區116的下面，并分別包括前斜面136和后斜面140。中心區132可以是主體104的一部分，也可以是底面128的一部分(如所示)。
在圖3中可以清楚看出，區116和132形成一個狹窄的輻照區144，而區120和136形成一個錐形進口過渡區，區124和140形成一個錐形出口過渡區。
很明顯，輻照區144對要處理的流體提供閉合的截面。這樣為流體提供了一個相對于輻射源(如后所述)的固定的幾何形狀，以保證流體受到來自輻射源的預定最小的輻射。本專業技術人員清楚，為了在離輻射源的最遠點得到最大的處理效率，輻照區144的內壁可設計并成型為基本仿效輻射源組件148置于輻照區144內部分的外形。
主體104的至少一個上游面或下游面包括一個或多個裝于其上的輻射源組件148。根據要處理的流體，提供的組件148的數量可以是單個上游組件148或是兩個或多個組件148，橫跨主體104的上游面和下游面。
優選主體104進一步包括伸進輻照區144的輻射傳感器152和用于監控處理區112進口側流體液面的流體液面傳感器156。如本專業技術人員所知，如果系統中的流體液面低于流體液面傳感器156，將會適宜地發生報警或關閉輻射源。將一個標準的流體液面控制閥門150裝在主體104的下游以保持處理區112的最小流體液面。
如圖4和圖5所示，每一個輻射源組件148包括輻射源支撐臂160，水平支撐導向部件164(任選)，接線盒172和一個或多個臨近支撐臂160低端的輻射源組合件176。每個輻射源組合件176包括一個高強度輻射源180，它用兩個環形墊圈(annularinsert)188裝在中空套184中。當然，本專業技術人員都清楚在某些情況下輻射源組合件176可以不需要套，輻射源180可以直接置于要處理的流體中。
每個套184都在遠離支撐臂160的一端密封并密封連接到裝配管(mounting tube)192上，而裝配管192連接到支撐臂160上。套184和裝配管192之間的氣密性密封通過將套184的開口端插進裝置196中實現，其中裝置196密閉連接到裝配管192的端部。將一個橡膠墊圈型的塞子200裝在裝置196的底部以避免在套184插入時由于直接接觸殼196而造成的破裂。一對O型密封圈204和208置于套184的外周，它們之間有環型墊206。
在套184、O型密封圈204、208和環型墊206插進裝置196后，將環型螺絲釘212裝在套184的外周并壓進去與裝置196接觸。螺絲釘212上的螺線與裝置196內側的輔助螺線相互嚙合，并上緊螺絲釘212以壓緊橡膠塞200和O型密封圈204和208，從而提供要求的氣密性密封。
每個裝配管192的另一端也有螺線并連接到螺母216上，而螺母216又焊接到支撐臂160上。裝配管192與螺母216之間的連接以及螺母216與支撐臂160之間的連接也是氣密性的，從而避免流體進入裝配管192或支撐臂160的中空內部。
每個輻射源180都連接在一對供電導線220之間，該對導線從接線盒172通過支撐臂160和裝配管192的內部直到輻射源180。
如圖4和圖5所示，清洗組合件224也包括在每個輻射源組合件176和裝配管192上。每個清洗組合件224包括一個用作雙功能筒的筒型套228。在筒型套228的每一端包括一個環狀密封圈232和234。密封圈232臨近支撐臂160，與裝配管192的外表面嚙合，而密封圈234遠離支撐臂160，與輻射源組合件176的外表面嚙合。
在裝置196的外側有一個槽，其中裝有O型密封圈236。O型密封圈236與筒型套228的內表面嚙合并將筒型套228的內部分為兩個室240和244。室240與管道248連接，而室244與管道252連接。管道248和252都從接線盒開始，通過支撐臂160的內部并通過裝配管192的內部直到裝置196并分別與室240和244連接。
如本專業技術人員所容易理解的那樣，當通過管道248將壓縮的液壓油、空氣或任意合適的流體提供到室240時，筒型套228將被推向支撐臂160，并迫使流體離開室244進入管道252。同樣，當通過管道252將壓縮的流體提供到室244時，筒型套228將被推向套184，并迫使流體離開室240進入管道248。
管道252連接到合適的清洗溶液源上，如酸性溶液供應系統，而管道248連接到任意合適的流體源上，如空氣供應系統。因此，當需要清洗套184的外側時，將加壓的清洗液供到室244而流體從室240中移出。從而筒型套228被推向遠離支撐臂160的伸展位置，隨著筒型套228移動到它的伸展位置，密封圈234也能夠從套184上刮除疏松的外來物質。
當筒型套228處于其伸展位置時，導致室244中的清洗液與輻射組合件176的外側接觸，它構成室244的內壁，清洗液化學性地分解和/或清除污染輻射組合件176的殘留外來物質。經過預定的清洗時間之后，將流體迫進室240，清洗液上的壓力從室244撤出，從而將筒型套228推回到臨近支撐臂160的回縮位置。隨著筒型套回縮，密封圈234又可再一次從輻射組合件176的表面上刮除疏松的外來物質。
本專業技術人員可以理解，上述的清洗組合件224可以根據有規律的時間間隔進行操作，例如每天一次，或者當處理的流體特征變化時，根據從輻射傳感器152得到的數據進行相應的變化。
每個輻射源組件148都可以借助于水平支撐部件164安裝到主體104上，支撐部件164具有預定的截面形狀且容納在主體104中互補形的孔256中。適當選擇預定的形狀，使水平支撐部件能夠容易地插入孔256中，并防止水平支撐部件164在孔256中轉動。
從圖3和圖4可以看出，適當選擇水平支撐部件164的長度，使水平支撐部件164從支撐臂160伸展的程度要甚于輻射源組合件176。這樣在安裝輻射源組件148時，輻射源組合件176保持不接觸進口過渡區和出口過渡區。這種設置最大限度地減少了在安裝輻射源組件148時由于輻射源組合件176碰撞到其它物體引起的損壞的可能性，這在流體正流經系統100時尤其如此。由于要適合水平支架164需要的長度，在主體104均另一面，孔256被水平交錯排列。
當水平支撐部件164完全位于孔256中時，在接線盒172中，電源連接器264、清洗液連接器268和流體連接器272都與盒276中的相應的連接器結合。連接器264和272與盒276中的相應的連接器的連接也有助于保持水平支撐部件164在孔256中。盒276通常包括鎮流器向輻射源180提供電源，以及向用于清洗組合件224的清洗液和壓力流體的泵和貯槽(未示出)提供電源。
最近在輻射源技術方面的進展已經使得輻射源有效強度更大，并且已有無燈絲的裝置。相比之下，以前技術中，流體處理系統中所用的UV燈其輸出功率在1瓦/英寸的水平，其長度有5英尺。
由于這些更高強度的輻射源發出更多的輻射，處理給定量的流體需要更少的輻射源。如本專業技術人員所知，流體接受輻射的劑量是輻射強度和輻射時間的積。輻射強度隨著輻射通過的距離的平方變化，而輻射時間隨著流體流動的速度線性變化。因此，希望維持被處理的流體盡可能地接近輻射源進行處理。這需要許多低強度的輻射源排列在一個大的處理區域內，或需要較少的高強度輻射源排列在一個較小的處理區域內。考慮到效率、盡可能減少費用和減少上述對液面精確控制的要求，如上所述，本發明者采用了后一種選擇。輻照區144設計成閉合的橫截面供流體通過，從而保證被處理的流體在距最少量的高強度輻射源180的預定最大的距離之內通過。通過輻照區144的流體流速可以提高，從而可以用最少量的高強度的輻射源保持可以接受的流體處理速度。
因此，本系統設計成盡可能減小輻照區144的尺寸而提高流體流動速度，以得到要求的處理速度。因此，通過輻照區144的流速要高于以前技術的處理裝置，以前技術中一般設計成在2英尺/秒或更小的流速下操作。相反，本系統可以在通過輻照區144的流速最高達12英尺/秒的速度下操作。
如本專業技術人員所知，通過流體管道的壓頭損失是流體流速的平方的函數。因此，高流速導致壓頭損失增加，并可能導致處理系統中流體液面的不可接受的波動。因此本系統提供大橫截面的進口和出口以盡可能減少壓頭損失并方便輻射源組件的插入和移出，這將在下面進行討論。實際的輻照區144是比較短的小截面，并通過各自的過渡區域與進口和出口連接。這樣，可達到要求的通過輻照區144的較高流速而盡可能減少壓頭損失。
本發明的其他優點包括簡化維護，由于輻射源組合件可以原位清除污染物并且比較容易取出輻射源組件以維護或更換輻射源。另外，可原位清洗又盡可能減少或取消其它的富余輻射源用于替代需要清洗而移出的輻射源，且可認為通過輻照區的較高的流體速度將會減少附著在輻射源的污染物的量。
輻射源組件148B和清洗組合件300的另一個實施方案如圖6和圖7所示，其中，與前面的實施方案相同的部分都標有相同的參考數碼。圖7很清楚地表明套184于殼196中被氣密密封到裝配管192，這非常類似于圖5所示的實施方案。然而，在這個實施方案中，清洗組合件300包括清洗環308的網304及一對雙功能筒314和312。每個清洗環308都包括一個臨近套184表面的環形室316，且清洗環308通過筒312、314在回縮位置和伸展位置間的運動而清掃套184。
如圖4所示的實施方案那樣，管道320和324分別從接線盒172(未示出)通過支撐臂160到筒312和314。當流體在壓力下通過管線320提供到筒312時，筒的活塞桿328被推出到其伸展位置。如本專業技術人員所理解的那樣，當活塞桿328由于流體在活塞336的一面供入到室332而伸展時，在活塞336的另一面流體將被推出室340，并通過連接器344到筒314的室348，也推動其活塞桿328伸展，并且室352中的流體被迫進管道324。
為了保證活塞桿328同步運行，筒312和314都被設計成使筒312中活塞336的每單位沖程置換出的流體體積等于在筒314中活塞336的每單位沖程接受的流體的體積。如本專業技術人員所理解的那樣，這可以通過為每個筒或筒桿選擇合適的直徑來達到。如本專業技術人員也可理解的那樣，在活塞336的伸展沖程的末端使用單向加速補償液壓閥356以進一步補償室332和352以及室348和340之間所存在的流體總體積的任何差異。
以同樣的方式，回縮活塞桿328時，帶壓的流體被提供到管道324，且在回縮沖程的末端使用第二個加速補償液壓閥356補償室332和352以及室348和340之間所存在的流體總體積的任何差異。
可認為環形室316將被預定量的合適的清洗流體充滿，它可在合適的維修間隔內變化，如當檢修輻射源時。另外，環形室316也可以通過經過活塞桿328的中空中心的管道提供清洗液。另一種選擇是將室316做成為一個含有清洗流體的密封構型，必要時可進行更換。另外，清洗液也可以通過中空的活塞桿328、室332和環形室316循環。通過在環形室316內提供合適的擋板裝置(未示出)，清洗流體可以從最低的中空活塞桿328進入，通過清洗環308循環并通過最上部的中空活塞桿328出來。
圖4、5和6表明了本發明涉及輻射源組合件的清洗裝置方面的幾種特殊的實施方案，而本專業技術人員很清楚，還有許多其它的設計不違背本發明的精神實質。
例如，可以使用單一的、雙功能的筒與中空活塞桿結合，中空活塞桿通過其活塞桿牢固地結合到多個(如2或4個)清洗環308上。此外，當筒向前或向后運動時，也可以將清洗流體(如水)通過中空活塞桿泵入環形室316。如果環形室316配備合適的噴嘴或類似的裝置，就可以將物流噴射或噴霧到輻射室的表面，從而使輻射源套184的清洗更方便。
另一個設計變化包括用合適的清洗流體預充滿環形室316并改變室以提供密閉的清掃組合件。這可以允許使用各種傳動裝置使環形室316在輻射源套184上向前或向后運動。例如，可以使用雙功能單筒，它僅傳動環形室316在輻射源套184上向前或向后運動。當然本專業技術人員清楚，環形室被牢固地連接到傳動裝置上避免整個組合件夾住導致套184損壞。
本專業技術人員進一步還清楚，在上述的實施方案中，輻射源和清洗裝置之間反向的相對運動也是可能的。因此，清洗裝置可以牢固地連接到本系統或其它系統的處理區上，而輻射源相對于它作前后運動。
本發明的另一個優選實施方案如圖8所示。在這個實施方案中，處理系統400包括主體404，其底部表面與基礎壁406確定了處理區408。處理區408包括一個進口過渡區412、第一輻照區416、中間區420、第二輻照區424和錐型出口區426。從圖中可以清楚看出，出口區426低于進口區412，以向被處理的流體提供一些附加壓頭克服流體流過本處理系統時的壓頭損失。本專業技術人員也很清楚，在這一構型中，不需要液面控制閥和類似的裝置，因為處理區408通過其進口和出口的定位起到了這一作用。
主體404還包括孔430，以容納輻射源組件438的垂直支撐部件434。輻射源組件438類似于上面描述的輻射源組件148，但被設置成使輻射源組合件442垂直定位。輻射源組合件442包括連接到安裝銷(mount stud)450上的套446。當然如上所述，可以理解的是，在某些情況下，輻射源組合件442可以不需要套而可以直接安裝在要處理的流體中。
當安裝銷450被置于處理系統400的流體最高液位之上時，與套446的連接不需要氣密性密封，并可以使用任何方便的方法完成。當然，由于套和安裝銷450之間的連接點在系統流體的液位之上，套446的內部不暴露于流體中。
安裝銷450本身與支撐臂454連接，而454連接到垂直支撐部件434上。輻射源458被裝在套446內，并被連接在電源線(未示出)之間，電源線從連接器462通過中空支撐臂454和安裝銷450進入套446。連接器462與殼466中的對應的連接器相連，466可以包括合適的電源和/或適當操作輻射源180和清洗供料系統(如果安裝的話)的控制裝置。
在這一實施方案中，輻射源組件438的檢修是通過將輻射源組件438垂直提起離開流體物流完成的。在圖8中沒有表明，但可認為在某些情況下將需要上述的清洗組合件，并且本專業技術人員清楚，此處描述的清洗組合件實施方案或其相當裝置都可以有利地用于本發明的這一實施方案。另外，可認為當套446需要清洗時，輻射源組件可以簡單地垂直提出來。
如上所述，流體處理系統一般包括一個輻射傳感器152檢測輻照區內的輻射強度。這些傳感器包括一個輻射傳導窗，在其后面裝有傳感器本身，且窗被插入流體物流中。當然與輻射源組合件176(442)一樣，該窗過一段時間后也會變臟。
根據本發明的另一方面，圖9表明了輻射傳感器組合件500。傳感器組合件500包括柱體502，其中形成一個孔504。輻射傳感器元件508裝在孔504的內壁臨近桿512的地方，512是輻射傳導性的，且從連至柱體502的前面板514伸出。傳感器元件508與流體通過臨近傳感器元件508的O型密封圈516和在前面板514與體502之間的連接點處繞在桿512上的O型密封圈520進行氣密性密封隔開。電線接頭線524從傳感器元件508通過孔528而從體502的后面出來。
由于桿512的暴露端隨著時間的延長也會變臟，因此面板514也包括清洗噴嘴532。清洗噴嘴532用O型密封圈538通過體502氣密性連接到孔536上，而體502連接到帶壓清洗流體源(未示出)上，如酸性溶液、水或空氣。
當帶壓的清洗流體泵入孔536時，清洗噴嘴532將清洗流體導向桿512的暴露表面以清除污染物質。為了避免損壞清洗噴嘴532、桿512和流體線性流態，也提供一個防護罩。
輻射傳感器組合件500也可以安裝在與流體處理系統的處理區相連接的套內，如本專業技術人員很清楚的那樣。輻射傳感器組合件500也可以通過鍵槽540中的定位螺釘(未示出)安裝在這樣的套內。當然，如本專業技術人員所知，為了得到精確的結果，要求桿512被定位成基本與要檢測的輻射源180垂直。
可認為在正常使用時，輻射傳感器組合件500將通過在預定的時間間隔內向清洗噴嘴532提供預定量的清洗液或水進行清洗。
應該理解，此處描述了本發明的示范性的實施方案，然而，本發明并不僅限于這些示范性的實施方案。本專業技術人員在不違背所附的權利要求書所定義的本發明的實質范圍內可進行各種變化和變通。
權利要求
1.重力進料流體處理系統，包括流體進口、流體出口、置于流體進口和流體出口之間的輻照區，輻照區(i)包括至少一個輻射源，和(ii)具有一個閉合的橫截面以限制被處理的流體在距至少一個輻射源組件預定的最大距離之內。
2.根據權利要求1的流體處理系統，其中所述至少一個輻射源是伸長的且具有一個基本平行于流體通過所述幅照區的流動方向的縱軸。
3.根據權利要求1的流體處理系統，其中所述輻照區的橫截面面積小于所述流體進口的橫截面面積和所述流體出口的橫截面面積中的至少一個。
4.根據權利要求3的流體處理系統，其中所述輻照區的橫截面面積小于所述流體進口的橫截面面積，且所述輻照區設置在包括連接所述流體進口和所述輻照區的過渡區的處理區內，所述過渡區減少了所述流體在所述進口和所述輻照區之間的壓力損失。
5.根據權利要求3的流體處理系統，其中所述輻照區的橫截面面積小于所述流體出口的橫截面面積，且所述輻照區設置在包括連接所述流體出口和所述輻照區的過渡區的處理區內，所述過渡區減少了所述流體在所述出口和所述輻照區之間的壓力損失。
6.根據權利要求2的流體處理系統，其中所述輻照區的橫截面面積小于所述流體進口和所述流體出口的橫截面面積，所述輻照區設置于包括第一過渡區和第二過渡區的處理區內，所述第一過渡區連接所述流體進口和所述輻照區，所述第二過渡區連接所述輻照區和所述流體出口，所述第一過渡區和第二過渡區分別減少所述流體在所述流體進口和所述輻照區之間以及在所述輻照區和所述流體出口之間的壓力損失。
7.根據權利要求6的流體處理系統，其中所述至少一個輻射源組合件包括至少一個紫外燈和其支架。
8.根據權利要求7的流體處理系統，其中所述輻射源組合件包括在每個所述至少一個紫外燈外側周圍一部分的套。
9.根據權利要求6的流體處理系統，其中所述縱軸基本直立，且所述第一過渡區使通過所述流體進口的基本水平的流體物流改變為通過所述輻照區的基本垂直的流體物流。
10.根據權利要求9的流體處理系統，其中所述所述第二過渡區使通過所述第一輻照區的基本垂直的流體物流改變為通過所述流體出口的基本水平的流體物流。
11.根據權利要求7的流體處理系統，其中所述縱軸是基本水平的。
12.根據權利要求1的流體處理系統，進一步包括從所述至少一個輻射源組合件的外面清除不希望的物質的清洗裝置。
13.根據權利要求12的流體處理系統，其中所述清洗裝置包括圍繞在所述至少一個輻射源組合件周圍的清洗套，所述清洗套可以在回縮位置和伸展位置之間運動，在回縮位置中所述至少一個輻射源組合件的第一部分暴露于流體物流中，而在伸展位置中所述至少一個輻射源組合件的所述第一部分被所述清洗套覆蓋。
14.根據權利要求13的流體處理系統，其中所述清洗套包括一個在所述至少一個輻射源組合件周圍并與其外側接觸的室，所述室中提供有適合于從所述至少一個輻射源組合件的外面清除不需要的物質的清洗液。
15.根據權利要求14的流體處理系統，其中所述清洗套包括在所述至少一個輻射源組合件的外表面和所述清洗套之間的密封圈，當清洗套在所述回縮位置和伸展位置之間運動時，所述密封圈從所述至少一個輻射源組合件的外表清除一部分所述不需要的物質。
16.根據權利要求14的流體處理系統，其中所述清洗液進料被壓入所述清洗套中，借助所述壓力，所述清洗套伸展到所述伸展位置。
17.根據權利要求16的流體處理系統，其中通過從所述清洗套中移出所述加壓清洗液，使所述清洗套回縮到所述回縮位置。
18.根據權利要求16的流體處理系統，包括設置在所述輻照區上游并伸展到所述輻照區的第一輻射源組合件和設置在所述輻照區下游并伸展到所述輻照區的第二輻射源組合件。
19.在流體處理系統中使用的輻射源組件，包括支撐部件；至少一個從所述支撐部件伸展開的輻射源組合件；和將輻射源組件固定在流體處理系統的固定裝置。
20.根據權利要求19的輻射源組件，其中所述導向支撐部件從所述支撐部件伸展到比所述至少一個照射源更遠的程度。
21.根據權利要求19的輻射源組件，其中所述至少一個輻射源組合件包括一個紫外源。
22.根據權利要求20的輻射源組件，其中所述輻射源組合件進一步包括在所述紫外源周圍的套，以在所述紫外源和所述流體之間提供一個隔離間隙。
23.根據權利要求19的輻射源組件，其中所述支撐部件包括可以借以將電力供給所述輻射源組合件的導管裝置。
24.根據權利要求21的輻射源組件，其中至少兩個所述紫外源連接到每個支撐部件上。
25.用于流體處理系統中輻射源組合件的清洗裝置，包括與所述輻射源組合件的外表面的一部嚙合并可以在回縮位置和伸展位置之間運動的清洗套，在回縮位置中，所述輻射源的第一部分暴露于要處理的流體物流中，而在伸展位置中，所述輻射源組合件的所述第一部分完全或部分被所述清洗套覆蓋，所述清洗套包括一個與所述輻射源組合件的所述第一部分接觸的室，且供給有適合于從所述第一部分清除不需要的物質的清洗液。
26.根據權利要求25的清洗裝置，進一步包括至少一個在所述輻射源組合件外表面和所述清洗套之間的密封圈，當清洗套在所述回縮位置和伸展位置之間運動時，所述至少一個密封圈從所述輻射源組合件的外表面清除一部分所述不需要的物質。
27.根據權利要求25的清洗裝置，其中所述清洗液進料被壓到所述清洗套中，借助所述壓力，所述清洗套伸展到所述伸展位置。
28.根據權利要求26的清洗裝置，其中通過從所述清洗套中移出所述加壓清洗液，使所述清洗套回縮到所述回縮位置。
29.根據權利要求25的清洗裝置，其中所述清洗套與至少兩個輻射源組合件的外表的一部分嚙合。
30.根據權利要求29的清洗裝置，其中所述清洗套被連接到使清洗套在所述回縮位置和伸展位置之間運動的至少一個裝置上。
31.根據權利要求30的清洗裝置，其中所述至少一個運動裝置是液壓操作的。
32.根據權利要求30的清洗裝置，其中所述至少一個運動裝置是氣壓操作的。
33.一種處理流體的方法，包括下列步驟(i)將流體的重力進料物流提供到流體進口；(ii)將流體物流從流體進口提供到包括至少一個輻射源并具有閉合橫截面的輻照區；(iii)將流體物流限制在距至少一個輻射源預定的最大距離之內；(iv)將流體物流暴露于輻射源的輻照之下；(v)將第(iv)步的流體提供到流體出口。
34.根據權利要求33的方法，其中流體物流在所述流體進口為第一速度，在所述輻照區為第二速度，在所述流體出口為第三速度。
35.根據權利要求34的方法，其中所述第二速度大于所述第一速度和所述第三速度中的至少一個。
36.根據權利要求34的方法，其中所述第二速度大于所述第一速度和所述第三速度。
37.根據權利要求36的方法，其中所述第三速度基本等于所述第一速度。
38.根據權利要求36的方法，其中在步驟(ii)之前，流體物流先進入一個過渡區以提高流速。
39.根據權利要求36的方法，其中在步驟(v)之前，流體物流先進入一個過渡區以降低流速。
40.在流體處理系統中，從輻射源原位清除污染物質的方法，包括下列步驟(i)將一種清洗流體提供到清洗室；(ii)移動清洗室使其與所述輻射源的至少一部分結觸預定的時間，所述清洗室保持所述清洗流體與所述部分接觸；(iii)在所述預定時間以后，移動所述清洗室脫離與所述輻射源的所述部分的接觸。
41.根據權利要求40的方法，其中所述清洗室包括一個密封件，它與所述部分可滑動嚙合，并且當所述清洗室移動接觸到或脫離與所述部分的接觸時刮除所述部分進一步清除污染物質。
42.根據權利要求40的方法，其中所述清洗室同時與至少兩個輻射源的相同部分接觸。
43.根據權利要求40的方法，其中所述清洗室基本上連續地被所述清洗流體壓迫并包括向內的噴射裝置以從輻射源清除污染物質。
44.根據權利要求40的方法，其中所述清洗室保持靜止而輻射源移向它以從輻射源清除污染物質。
45.根據權利要求40的方法，其中所述清洗室進一步包括擦洗裝置以提高所述輻射源在與清洗室接觸時對它的摩擦。
46.輻射傳感器組合件，包括一個傳感器殼；在所述殼內的輻射傳導裝置，且包括暴露于輻射源的部分；從所述傳導裝置接受輻射的輻射傳感器；和清除污染所述部分的物質的裝置。
47.根據權利要求46的輻射傳感器組合件，其中所述清除污染物的裝置包括將清洗流體導向所述部分的噴嘴。
全文摘要
一種流體處理系統，包括一個或多個排列在處理區內的輻照區中的輻射源，要處理的流體通過處理區并接受輻照。輻照區有一個閉合的橫截面以將流體保持在距輻射源預定的最大距離之內。優選輻照區包括一個減小的垂直于流體流動方向的截面，從而可以提高流體流過輻射區時的速度。這樣使得流體以較低的速度進入處理區而以較高的速度通過輻照區，再以較低的速度流出處理區，以盡量減少整個系統的壓頭損失。進入處理區的流體在進入輻射區之前先通過截面面積減少的進口過渡區，且出輻照區的流體通過一個截面面積增加的出口過渡區。每個過渡區都設計成當流體流速增加或減少時降低壓頭損失。在輻照區，輻射源被安裝在輻射組件上，輻射組件的排列方式提高了維修的便利。輻射組件也可以擁有清洗組合件，當輻射源在輻照區中時清洗組合件能夠原位清除污染輻射源的物質。
文檔編號B08B3/02GK1121320SQ94191814
公開日1996年4月24日 申請日期1994年3月4日 優先權日1993年3月5日
發明者J·M·馬斯查克韋德 申請人:特洛伊人技術公司