[发明专利]流体过滤系统

说明书

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。

本发明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。

发明内容

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。

在本发明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。

在本发明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。

附图说明

图1是使用紫外灯辐照流经其中的流体的过滤系统的俯视图；

图2是沿图1所示的剖面线2-2的剖视图；

图3是图2所示的紫外线过滤系统的下端的放大透视图，其中示出了在入口处使用的旋流叶片组；

图4是图3中的旋流叶片组的分解图；

图5是本发明的过滤系统的另一种实施方式的横截面，其中使用了被多个紫外灯包围的中央过滤介质元件，并在过滤介质元件上使用了可轴向运动的刮盘，其中该刮盘可由伺服驱动的轴向螺杆驱动，并且该实施方式还使用穿过紫外灯部分的竖直向上流动，其中具有单独的泄流口以实现反冲洗；

图6是图5所示实施方式的紫外灯部分的替换布置的剖视图；

图7是图5所示系统的另一种实施方式，其中使用了设置在中央的过滤介质元件周围的双排紫外灯；

图8是本发明的过滤系统的另一种实施方式的透视图，其中对于中央的过滤介质元件和对于在过滤介质元件周围沿周向设置的紫外灯管使用了可轴向运动的刮盘；

图9是图8所示系统的剖视图；

图10是图9的下部的放大图；

图11是图8所示系统的另一实施方式的透视图；

图12是图11所示系统的剖视图；

图13是图12的下部的放大图；

图14是图8所示系统的替换装置的透视图；

图15是图14所示系统的剖视图；