流体处理系统的制作方法

专利名称：流体处理系统的制作方法
技术领域：
一方面，本发明涉及一种流体处理系统。另一方面，本发明涉及一种用于处理流体 的处理。
背景技术：
在本领域中，混合设备(mixing device)已为人所知，并且已经被用于促进 流体湍流(turbulence)，比方说，用于提高流道(flow path)中各种成分之间的接 触。混合(mixing)的工业应用差异很大，包括热交换(heat exchange)、反应器工程 (reactorengineering)以及与巨反应个生共t昆(non-reactive blending)。混合应用于其中的反应器工程中的一个具体领域，是流体处理设备的设计， 尤其是流体辐射处理设备(fluid radiation treatment device)的设计。具体的此 类流体辐射处理设备包含用于水及废水处理的紫外线(UV)消毒设备(ultraviolet disinfectiondevices)。紫外线消毒设备的功效至少部分取决于对流过设备(或者由该设 备处理)的全部流体成分给予预定剂量的紫外线辐射(UV radiation) 0流体成分所接受到的紫外线剂量被定义为紫外线强度与照射时间的乘积。从 设备中流出的流体成分所接受到的累积的紫外线剂量为每一位置处所接受到的单个剂 量的总和。因紫外线强度随着到紫外线源的距离增加而减弱，所以希望从远离紫外线源 的区域转到更靠近紫外线源的具有更高紫外线强度的区域中混合流体成分，以此确保流 体成分接受到足够剂量的紫外线辐射。在紫外线辐射穿过正在被处理的流体的透射率 (transmittance)不高(比方说，低于30%每厘米)，导致紫外线强度的衰减随着到紫外线 源的距离增加而增加——这在用于处理废水之类的液体的紫外线消毒设备中经常遇见时， 特别希望进行这种形式的混合。Whitby等人的转让给本申请的受让人的美国专利5，846，437教导在紫外线系 统中使用湍流混合(turbulence mixing)。更具体而言，Whitby教导在系统中各灯单元 (Iampunits)外表面上的预定位置处使用一个或者多个环形设备(例如垫圈(washer)) 和/或在各灯单元的上游使用环形装置，以便增加流经灯单元的流体的湍流混合。尽管 Whitby专利中教导的这种环形装置在增加各灯单元之间的湍流方面是有用的，但流体的湍 流本质上倾向于具有随机(random)和无序(non-ordered)(例如，各向同性)的特性。在许多系统里，比如，在那些混合区(mixing zone)相对于流体流通方向纵向设置 的系统中，希望在流动方向上具有栓塞流(Plug flow)，并且在(流动方向的)横断方向上 有效混合。与在所有方向上的一般混合(general mixing)(即与Whitby教导的随机混合和湍流)相反，混合区内特定的或者有序的流体流动模式才是理想的，(例如，在流体纵向 流过灯时，流体的“粒子”朝向灯和离开灯振动)。纵向涡流(longitudinal vortex)是这 种流动模式的一个实例。涡流可以通过输入流体的能量而主动形成，例如通过使用电机驱 动的流体推进器(motorized fluid impeller)。另外一种产生涡流的方式是利用被动元件(passive element)，所述被动元件在 设计上用于形成所期望的流动模式(涡流发生器)。美国专利5，696，380,5, 866，910 和 5，994，705 (全部为 Cookie 等人名下 的专利(Cooke))教导了一种流通式光化学反应器(flow-through photochemical reactor)。Cookie教导的主题反应器(sub ject reactor)包括设置在细长的辐射源 (radiationsource)中的细长的环形通道。所述通道包含静态的流体动力元件(static fluid-dynamicelement)，用以在流体通过通道时被动地在流体中引起相当大的涡流。根据 Cookie专利，每一个这种静态的流体动力元件都能在流过各元件的流体流中有益地形成一 对“尖涡”(tip vortices)。所述“尖涡”据称围绕平行于细长环形腔的轴线反向旋转转让给本申请的受让人的美国专利6，015，229 (Cormack等(Cormack))教导一种 流体混合设备(fluid mixing device) 0所述流体混合设备包含一系列“三角翼(delta wing) ”的混合元件，这些混合元件致使涡流形成，从而改善流体的混合。Cormack专利中阐 述的此类设备的一个具体实施例是在紫外线辐射源阵列中的紫外线辐射源之间使用“三角 翼”混合元件，用以引起这种涡流混合。这导致具有增加阵列中相邻紫外线辐射源之间距离 的潜力，反过来，这又会减少流过包含有流体混合设备的紫外线消毒系统的流体的液压压 头损失(hydraulic head loss)。美国专利7，166，850 (Brunet等人(Brunet))教导了一种具有至少一个混合元件 的流体处理设备，所述混合元件的朝向能够取得改进的流体的混合。这种流体处理设备包 含至少一个混合元件，设计成在混合设备的位于混合元件下游的表面附近产生至少一个涡 流。所述混合元件包含一个质心(centroid)，且其在流体流(fluid flow)中定向成使得 在该混合元件质心处的第一法线(a first normal)与从这该混合元件质心处的表面发出 的第二法线(a second normal)相交，使第一法线、第二法线和流体流动的方向处于非平面 关系(non-planar relationship)——参见Brunet专利的图2。混合元件这种新颖的朝向 导致了流体混合的改善。例如，在流体混合设备被用于紫外线消毒系统之类的流体处理系 统中时，改善的流体混合显然提高了系统投放紫外线的剂量(UV dose delivery)。不仅如 此，在Brunet专利中教导的流体混合设备的各种优选实施例中，这种改善的流体混合还同 时降低了流过系统的流体的液压压头损失。尽管现有技术中已有Cooke、Cormack和Brunet取得的进展，但仍有改进的余地。Cooke、Cormack和Brunet教导的系统基于相同的普遍原理而运行，即流体在沿 着与细长辐射源的纵轴(longitudinal axis)大致平行的方向行进时，受到某种形式的涡 流的影响。CookhCormack和Brunet所教导的各种混合元件，在流体沿着与细长辐射源的 纵轴大致平行的方向行进时，产生不同程度的涡流等，以优化流体暴露于辐射的状况。不幸 的是，对于具有很低透射率的流体(比如透射率低于30%，至5%或者更低)，即使采用这些 加强混合的方法，流体也不能接收到足以产生预定消毒效果的辐射。

发明内容
本发明的目的在于，避免或者减轻上述现有技术中的缺陷中的至少一种。本发明的另外一个目的在于提供一种新颖的流体处理系统。本发明的另外一个目的在于提供一种新颖的处理流体的方法。因此，在它的一个方面中，本发明提供一种流体处理系统，该系统包含至少一个具 有辐射发射表面的辐射源和至少一个具有流体排出开口的喷管元件，所述流体排出开口与 所述辐射发射表面之间存有间距，所述流体排出开口构造成将待处理的流体喷射到所述辐 射发射表面的至少一部分上。在其另一个方面中，本发明提供一种流体处理系统，该系统包含用于接收压力流体流的流体入口 ；与所述流体入口流体连通的流体处理区；至少一个设置在所述流体处理区中的细长辐射源；相对于所述细长辐射源呈环形结构分布的多个喷管元件，每个喷管元件都具有流 体排出开口，用于将待处理的流体喷射到所述细长辐射源的至少一部分上；以及用于排出处理后的流体的流体出口。在其另一个方面中，本发明提供一种在本流体处理系统中处理流体的方法，该方 法包含以下步骤(i)将流体馈送到至少一个喷管元件；(ii)通过所述至少一个喷管元件中的流体排出开口排出流体；(iii)将排出的流体喷射至所述辐射发射表面上；以及(iv)使来自骤步(iii)的流体暴露于辐射之下。因此，本发明已经揭示了一种流体处理系统，在该流体处理系统中，待处理的流体 在压力作用下被喷射到辐射发射表面上。一般而言，本流体处理系统的具体设计和优化 取决于以下诸多因素的组合，例如压降(pressure drop)、流量(flow rate)、喷管尺寸、 喷管形状、喷管长度、反应器内喷管的总开口面积(open area)、流体从喷管元件的流体排 出开口到辐射源的流速和距离。优选地，这些变量的组合被均衡，以在无需过大抽汲功率 (pumping power)的情况下，就能够确保流体的喷射流(a jet of fluid)抵达辐射源，同时 具有最优处理所需的恰当的流动模式(flow pattern) 0喷管与辐射源之间的距离越大，所 需的喷射速度就越高。流体粘度越大，所需的喷射速度也越高，这是因为粘度导致流经喷管 时压降更大，并且会造成喷射流的迅速消散。在给定流量的情况下，通过减小流体排出开口 的尺寸、减小流体反应器中流体排出开口的总面积和/或增加入口的流量，可以提高喷射 速度。喷管尺寸、粘度、流量以及压降之间的准确关系对于流体力学领域的技术人员而言都 是已知的，因而此处不再详细说明。本流体处理系统特别适合处理具有低透射率的流体，即以“ ％ /cm”为单位表示的 辐射透射率(通常情况下也可以仅以“％”表示)。例如，本流体处理系统可被用于处理透 射率大致低于30%的流体、或者透射率大致低于25%的流体、或者透射率大致低于20%的 流体、或者透射率大致低于15%的流体、或者透射率大致低于10%的流体、或者透射率大 致低于5%的流体。因此，流体的透射率可以低至约0.0001% (这种流体的一个范例是牛 奶)或者0.001% (这种流体的一个范例为动物废弃物流(animal waste stream)，比如鱼类废弃物流(fish waste stream))。这种低透射率流体的实际透射率可以采用本领域技术 人员视野内的技术予以确定，例如薄膜技术、稀释技术等。流体的透射率可以处于用上述 下限和上限的任意组合所形成的某一范围之内。当辐射源为紫外线辐射源时，透射率就被 称为紫外线透射率或者“UVT”。对于本流体处理系统的所有实施例而言，优选给定的喷管元件中的流体排出开口 的截面积小于辐射发射表面或者辐射源的截面积。


以下，将参照附图描述本发明的具体实施例，其中，相似的附图标记标示相似的部 件，其中图1示出本流体处理系统的出口端的第一实施例的立体图；图2示出图1中所示流体处理系统的主要内部组件的立体示意图；图3示出图2中A部分的放大图；图4示出从图1所示流体处理系统的入口端观察的主要内部组件的立体示意图；图5示出图1中所示流体处理系统的入口端的立体图；图6示出图4中B部分的放大图；图7示出本流体处理系统的第二实施例的立体图；图8示出图7中所示流体处理系统的俯视图；图9示出图7中所示流体处理系统的内部组件的立体示意图；图10示出图8中所示流体处理系统的内部组件的俯视示意图；图11示出图9中C部分的放大图；图12示出在图8至11中所示流体处理系统中使用的单束喷管元件(a single bundleof nozzle elements)的放大立体图；图13示出图12中所示喷管束(nozzle bundle)的截面图；图14示出本流体处理系统的第三实施例的主要内部组件的立体示意图；图15示出图14中所示本流体处理系统的实施例的切除立体图(cut away perspectiveview)；图16示出图14中所示流体处理系统中组件的端视图；以及图17至20中示出可用作图7至13中所示的本发明实施例中所使用的喷管束替 代方案的流体压力管的各种视图。
具体实施例方式参照图1至6，其中展示了一种流体处理系统100。流体处理系统100包含外 壳105，外壳105具有流体出口 110。外壳105中设置有三个加压喷管元件(pressurized nozzleelements) 115、120和125。各喷管元件115、120和125分别包含加压流体入口 117、 122和127。流体入口 117、122和127连接至流体源(a supply of fluid)采用的是传统方式。每个喷管元件115、120和125均包含一系列细长的流体排出开口(fluid dischargeopenings)130，流体排出开口 130以间隔的方式沿喷管元件115、120和125的纵$由(longitudinal axis)喷管元件115、120和125围绕辐射源135呈环形分布。在示出的实施例中 (尤其是图4)，辐射源135由设置在单个石英套筒(quarts sleeve)中的三个辐射灯 (radiationlamps) 104构成。所属领域的技术人员会理解，一旦辐射灯140开启，石英套筒 140即构成辐射发射表面(radiation emitting surface)。在优选情况下，灯140是紫外 线辐射灯(比如低压高强灯(LPHO)，、汞齐灯(amalgam lamp)、中压灯(medium pressure lamp)、发光二极管(LED)辐射源等)。如果辐射源135为介质阻挡放电灯(DBD)，则在有些 情况下，可以直接利用该灯，而无需保护套筒。这样的灯属于本领域的现有技术。尽管图中 所示的实施例展示了三个辐射灯140，但也可以使用一束四个以上的灯140，或者少至设置 在石英套筒145中的单个辐射灯140。有关DBD灯的额外信息，请参考以下一篇或者多篇文献国际公布号 2007/071042,2008 年 6 月 28 日公开，[Fraser et al]；国际公布号 2007/071043,2008 年 6 月 28 日公开，[Fraser et al]；国际公布号 2007/071074,2008 年 6 月 28 日公开，[Fraser et al]。有关LED辐射源的额外信息，可参考2008年6月2日提交的序列号为PCT/ CA2008/001036 的国际专利申请(Knight et al)。关于可在本流体处理系统中使用的辐射光源，所述领域的技术人员在拥有本说明 书的情况下将会理解，可以利用是束光源(beam source)和点光源(point source)的辐射 源。所述领域的技术人员在拥有本说明书的前提下将会理解，可以优化流体排放开口 130与石英套筒145(或者其他辐射发射表面)之间的距离。比方说，在给定的流体压力下， 随着正在被处理流体的透射率下降，可以通过使流体排放开口 130移动靠近石英套筒145 和/或减小流体排出开口 130的截面尺寸，以便提高速度而便于流体冲击石英套筒145，来 优化流体处理。在使用中，加压流体被馈送到每个喷管元件115、120和125中。优选流体为液体 (liquid)。如本说明书通篇所述的那样，术语“液体”具有广泛的含义，意在包含在环境的或 者变化的温度和压力下能够流动的任何组成物质。优选液体为水样液体(aqueousliquid)。 例如，流体可以为水，也可以为牛奶之类的食品。流体的透射率可以小于大约30%。在有 些实施例中，流体可以具有更低的透射率，比如低于大约25%，低于大约20%，低于大约 15%，低于大约10%，低于大约5%。假设喷管元件115、120和125中的流体受到压迫，在压力的作用下从流体排出开 口 130中喷出，该压力使得流体撞击在辐射源135的石英套筒145上。在优选情况下，流体 排出开口与石英套筒145分隔开，以沿着以下路径撞击流体，该路径与石英套筒145切面 的接触点法线在大约45°以内，进一步优选在大约30°以内，更进一步优选在大约20°以 内，再进一步优选在大约15°以内，又进一步优选在大约10°以内，又进一步优选在大约 5°以内。在高度优选的实施例中，流体排出开口与石英套筒145的分隔开，以沿与石英套 筒145切面大致垂直的路径撞击流体。在示出的实施例中，喷管元件115、120和125的环形分布使得流体能够撞击到石 英套筒145的大部分表面。当然，也可以使用多于或者少于三个的喷管元件。
参照图7至13，其中展示的是流体处理系统200。该流体处理系统200包含外壳 205，外壳205包含一对入口 210、215以及三个出口 220、225和230。与外壳205的一端相 连的是一个辐射源组合件232。与外壳205的另一端相连的是四个辐射源组合件234、236、 238和M0。每个辐射源组合件232、234、236、238和240均包含上面参照图1至6所示的 流体处理系统100所讨论过的辐射灯——比方说，设置在石英套筒中的紫外线辐射灯。每个辐射源组合件均设置在以下将详细阐述的喷射管束(jet bundle) 245中。尤其参照图9和10，外壳205的内部被划分为第一子室(a first sub-chamber) 280 禾口第二子室(a second sub-chamber) 282。这些子室用压力板(pressure plates) 284、286、288、290来分隔。通过选择压力板沘4、沘6、沘8、290上的开口的适当尺 寸，可以产生经过外壳205的两条流道。第一流道涉及流过入口 210、子室280并通过出口 220、225排出的加压流体。第二流道涉及流过入口 215、子室282并通过出口 225和230排 出的加压流体。当然，所属领域的技术人员将会意识到，没有必要使用子室280和观2。也可以构 建在外壳205内部仅具有一个腔室的系统。此外，也可以设计在外壳205内部采用多于两 个子室的系统。尤其参照图12和13，从中可以看出喷射管束对5(没有显示设置于其中的辐射源 组合件)由诸多板状元件(plate member) 250构成，这些板状元件250彼此之间间隔设置， 从而限定出一系列流体排出开口 255。一系列的环260用于将板状元件250保持在相互间 隔的状态。在使用中，加压流体被馈送到入口 210、215。这用于外壳205内部加压。外壳205 内部的加压流体环境使流体通过喷射管束M5中的流体排出开口 255被排出，从而撞击在 辐射源组合件232、234、236、238、M0的石英套筒上。当流体撞击石英套筒时，它被暴露于 辐射之下并且被处理(例如被消毒)。之后，处理过的流体流出出口 220、225和230。参照图14至16，图中展示的是流体处理系统300的内部。因为流体处理系统 300利用围绕辐射源335呈环形分布的一系列喷管元件315、320而与图1至6中所示的流 体处理系统100相似，辐射源335由设置在辐射可透过的套筒(radiation transparent sleeve) 345中的辐射灯340构成。各喷管元件315均包含与辐射可透过的套筒的纵轴对齐的细长开口 317。尤其参 照图16，喷管元件320包含三个细长的流体排出开口 322，因为该喷管元件320能够“看到” 三个辐射源335。每个喷管元件315、320均包含一系列保持环(retaining rings) 340，这 些保持环340有助于加强并保持喷管元件315、320的整体性。在拥有本说明书的前提下，所述领域的技术人员将会理解，这种设置也可以被改 变成使得喷管元件中的开口不必与辐射可透过的套筒的纵轴对齐。例如，开口也可以是螺 旋形的。然而，喷管元件优选定向成在大致垂直于辐射源的方向上引导流体。流体处理系统300的运行与关于图1至6中所描述的流体处理系统100相似。参照图17至20，其中展示可用于代替以上参照图7至13所讨论的流体处理系统 200中的喷射管束M5的压力管400。压力管400包含其中设有一系列开口 410的管状元 件405。辐射源组合件420设置在管状元件405的内部。辐射源组合件420由辐射源和辐 射可透过的套筒构成。
根据以下因素，流体排出开口 410的形状和布置可以发生变化设置在管状元件 405内的辐射源的数量、辐射源(多个)与管状元件405之间的距离、穿过流体排出开口 410 的流体的压力等(参见以上“发明内容”部分中的讨论)。示出的实施例是相当具体的。在这些实施例中，诸多特征是可以改变的。这些变 化的特征记载在权利要求1至148中，权利要求1至148在此通过参照对本发明优选实施 例的描述而包含于本文中。尽管已经参照示意性实施例和实例描述了本发明，但这种描述不能从限制意义上 进行理解。因此，示意性实施例的各种变化，以及本发明的其他实施例，在参考本说明书的 基础上对所属领域的技术人员而言都是显而易见的。在一种可能的替换方案中，可以(在 有些情况下，甚至为优选方案)周期性地以清洁剂替换正在被处理的流体。当流体系统在 这种模式下运行时，清洁剂被撞击到辐射源的辐射发射表面，从而清除累积的污物。示出 的实施例采用的是静态的喷管元件(静态的流体排出开口)。在实践中，在另外一种替代 方案中，可以利用动态的喷管元件和/或设有一个或者多个可变的流体排出开口的喷管元 件——参见以下一篇或者多篇专利文献美国专利6，502，434、美国专利6，279，839、美国 专利5，070，628以及美国专利4，313，572。因此，可以慎重地认为，随附的权利要求书已经 涵盖了任何此类变化或者实施例。本文提及的所有出版物、专利和专利申请均经援引而整体包含于本文中，这种援 引与上述各出版物、专利和专利申请分别被单独表示经援引而整体包含于本文当中的情形
别无二致。
权利要求
1.一种流体处理系统，包含至少一个具有辐射发射表面的辐射源和至少一个具有流体 排出开口的喷管元件，所述流体排出开口与所述辐射发射表面分隔开，所述流体排出开口 构造成使待处理的流体碰撞到所述辐射发射表面的至少一部分上。
2.如权利要求1所述的流体处理系统，其特征在于所述辐射发射表面为平面。
3.如权利要求2所述的流体处理系统，其特征在于所述流体排出开口与所述辐射发 射表面分隔开，使流体沿与所述辐射发射表面的法线在大致45度范围以内的路径撞击。
4.如权利要求2所述的流体处理系统，其特征在于所述流体排出开口与所述辐射发 射表面分隔开，使流体沿与所述辐射发射表面的法线在大致30度范围以内的路径撞击。
5.如权利要求2所述的流体处理系统，其特征在于所述流体排出开口与所述辐射发 射表面分隔开，使流体沿与所述辐射发射表面的法线在大致20度范围以内的路径撞击。
6.如权利要求2所述的流体处理系统，其特征在于所述流体排出开口与所述辐射发 射表面分隔开，使流体沿与所述辐射发射表面的法线在大致15度范围以内的路径撞击。
7.如权利要求2所述的流体处理系统，其特征在于所述流体排出开口与所述辐射发 射表面分隔开，使流体沿与所述辐射发射表面的法线在大致10度范围以内的路径撞击。
8.如权利要求2所述的流体处理系统，其特征在于所述流体排出开口与所述辐射发 射表面分隔开，使流体沿与所述辐射发射表面的法线在大致5度范围以内的路径撞击。
9.如权利要求2所述的流体处理系统，其特征在于所述流体排出开口与所述辐射发 射表面分隔开，使流体沿大致垂直于所述辐射发射表面的路径撞击。
10.如权利要求1所述的流体处理系统，其特征在于所述辐射发射表面为非平面。
11.如权利要求1所述的流体处理系统，其特征在于所述辐射发射表面为曲面。
12.如权利要求11所述的流体处理系统，其特征在于所述流体排出开口与所述辐射 发射表面分隔开，使流体沿与所述辐射发射表面的切面的接触点法线的角度在大致45度 范围以内的路径撞击。
13.如权利要求11所述的流体处理系统，其特征在于所述流体排出开口与所述辐射 发射表面分隔开，使流体沿与所述辐射发射表面的切面的接触点法线的角度在大致30度 范围以内的路径撞击。
14.如权利要求11所述的流体处理系统，其特征在于所述流体排出开口与所述辐射 发射表面分隔开，使流体沿与所述辐射发射表面的切面的接触点法线的角度在大致20度 范围以内的路径撞击。
15.如权利要求11所述的流体处理系统，其特征在于所述流体排出开口与所述辐射 发射表面分隔开，使流体沿与所述辐射发射表面的切面的接触点法线的角度在大致15度 范围以内的路径撞击。
16.如权利要求11所述的流体处理系统，其特征在于所述流体排出开口与所述辐射 发射表面分隔开，使流体沿与所述辐射发射表面的切面的接触点法线的角度在大致10度 范围以内的路径撞击。
17.如权利要求11所述的流体处理系统，其特征在于所述流体排出开口与所述辐射 发射表面分隔开，使流体沿与所述辐射发射表面的切面的接触点法线的角度在大致5度范 围以内的路径撞击。
18.如权利要求11所述的流体处理系统，其特征在于所述流体排出开口与所述辐射发射表面分隔开，使流体沿大致垂直于所述辐射发射表面的切面的接触点的路径撞击。
19.如权利要求1至18中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于所述流体排出 开口具有直线形状。
20.如权利要求1至18中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于所述流体排出 开口具有曲线形状。
21.如权利要求1至18中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于所述流体排出 开口具有圆形形状。
22.如权利要求1至18中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于所述流体排出 开口具有半圆形形状。
23.如权利要求1至18中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于所述流体排出 开口具有抛物线段形式的形状。
24.如权利要求1至18中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于所述流体排出 开口具有椭圆形状。
25.如权利要求1至18中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于所述流体排出 开口具有长圆形形状。
26.如权利要求1至18中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于所述流体排出 开口具有多边形形状。
27.如权利要求1至18中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于所述流体排出 开口具有三角形形状。
28.如权利要求1至18中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于所述流体排出 开口具有正方形形状。
29.如权利要求1至18中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于所述流体排出 开口具有矩形形状。
30.如权利要求1至18中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于所述流体排出 开口是细长的，具有长轴和垂直于所述长轴的短轴。
31.如权利要求30所述的流体处理系统，其特征在于所述长轴大致平行于所述至少 一个辐射源的纵轴。
32.如权利要求1至31中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于所述至少一个 喷管元件包含在容器元件之中。
33.如权利要求32所述的流体处理系统，其特征在于所述至少一个喷管元件包含单 个流体排出开口。
34.如权利要求33所述的流体处理系统，其特征在于所述单个流体排出开口是细长 的，具有与所述容器元件的纵轴大致对齐的长轴。
35.如权利要求32所述的流体处理系统，其特征在于所述至少一个喷管元件包含多 个流体排出开口。
36.如权利要求32所述的流体处理系统，其特征在于所述容器元件是细长的，并且包 含沿所述容器元件的纵轴设置的多个流体排出开口。
37.如权利要求32至36中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于所述容器元件 包含用于接收流体流的入口。
38.如权利要求32至36中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于所述容器元件 包含用于接收加压流体流的入口。
39.如权利要求32至38中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于包含多个容器 元件，所述多个容器元件与所述辐射发射表面分隔开。
40.如权利要求39所述的流体处理系统，其特征在于所述多个容器元件相对于所述 辐射发射表面环状分布。
41.如权利要求39所述的流体处理系统，其特征在于所述多个容器元件相对于所述 辐射发射表面非环状分布。
42.如权利要求1至41中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于进一步包含外 壳，所述至少一个辐射源和所述至少一个喷管元件设置在所述外壳中。
43.如权利要求42所述的流体处理系统，其特征在于所述外壳包含出口，用于在流体 撞击所述辐射发射表面以后将流体排出。
44.如权利要求1至31中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于所述至少一个 喷管元件包含一对导流元件，所述一对导流元件间隔设置，从而限定所述流体排出开口。
45.如权利要求1至31中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于所述至少一个 喷管元件包含多个导流元件，所述多个导流元件间隔设置，从而限定出多个流体排出开口。
46.如权利要求45所述的流体处理系统，其特征在于包含相同数量的导流元件和流 体排出开口。
47.如权利要求45至46中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于进一步包含至 少一个保持元件，用于将所述导流元件保持为成间隔关系。
48.如权利要求45至46中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于进一步包含多 个保持元件，用于将所述导流元件保持为成间隔关系。
49.如权利要求45至46中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于所述多个导流 元件围绕其中设有所述至少一个辐射源的中间部分呈环形分布，从而限定环形结构。
50.如权利要求47所述的流体处理系统，其特征在于单个辐射源相对于所述多个导 流元件同轴设置。
51.如权利要求49至50中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于进一步包含至 少一个保持环元件，用于使所述导流元件保持所述环形结构。
52.如权利要求49至50中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于进一步包含多 个保持环元件，用于使所述导流元件保持所述环形结构。
53.如权利要求49至52中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于包含多个所述 环形结构。
54.如权利要求44至53中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于进一步包含外 壳，所述至少一个辐射源和所述至少一个喷管元件设置在所述外壳中。
55.如权利要求M所述的流体处理系统，其特征在于所述外壳包含流体入口和流体 出口。
56.如权利要求55所述的流体处理系统，其特征在于所述流体入口被加压。
57.如权利要求55至56中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于所述流体出口 被加压。
58.如权利要求55至57中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于包含多个流体 入口。
59.如权利要求55至57中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于包含多个流体出口。
60.如权利要求55至57中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于包含多个流体 入口和多个流体出口。
61.如权利要求58至60中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于所述外壳包含 两个以上的子室，每个子室都与至少一个流体入口和至少一个流体出口流体连通。
62.如权利要求61所述的流体处理系统，其特征在于每个子室都与多个流体入口流 体连通。
63.如权利要求61所述的流体处理系统，其特征在于每个子室都与多个流体出口流 体连通。
64.如权利要求61所述的流体处理系统，其特征在于每个子室都与多个流体入口和 多个流体出口流体连通。
65.如权利要求1至64中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于包含多个辐射源。
66.如权利要求1至65中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于所述辐射源和 所述辐射发射表面是一体的。
67.如权利要求1至65中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于所述辐射源和 所述辐射发射表面是相互独立的。
68.如权利要求1至65中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于所述辐射源和 所述辐射发射表面成间隔关系。
69.如权利要求67至68中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于所述辐射发射 表面包含在套筒中。
70.如权利要求69所述的流体处理系统，其特征在于所述套筒由辐射可透过的材料 构成。
71.如权利要求69所述的流体处理系统，其特征在于所述套筒由石英构成。
72.如权利要求69至71中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于所述套筒中包 含单个辐射源。
73.如权利要求69至71中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于所述套筒中包 含多个辐射源。
74.如权利要求1至73中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于所述辐射源包 括紫外线辐射源。
75.一种在权利要求1至74中任意一项所述的流体处理系统中处理流体的方法，该方 法包含以下步骤(i)将流体馈送到至少一个喷管元件；( )通过所述至少一个喷管元件中的流体排出开口排出流体；(iii)使排出的流体撞击至所述辐射发射表面上；(iv)使来自步骤(iii)的流体暴露于辐射之下。
76.如权利要求75所述的方法，其特征在于步骤(i)包含在压力作用下馈送流体。
77.如权利要求75所述的方法，其特征在于步骤(i)包含以第一压力馈送流体，步骤 ( )包含以不同于所述第一压力的第二压力馈送流体。
78.如权利要求77所述的方法，其特征在于所述第一压力大于所述第二压力。
79.如权利要求75至78中任意一项所述的方法，其特征在于所述流体为液体。
80.如权利要求75至78中任意一项所述的方法，其特征在于所述流体为水样液体。
81.如权利要求75至78中任意一项所述的方法，其特征在于所述流体为水。
82.如权利要求75至78中任意一项所述的方法，其特征在于所述流体为液体。
83.如权利要求75至78中任意一项所述的方法，其特征在于所述流体为液体食品。
84.如权利要求75至78中任意一项所述的方法，其特征在于所述流体是乳类为主的 制品。
85.如权利要求84所述的方法，其特征在于所述乳类为主的制品是从乳品、乳清及其 混合物构成的组合中选取出来的。
86.如权利要求75至78中任意一项所述的方法，其特征在于所述流体为非水液体。
87.如权利要求86所述的方法，其特征在于所述非水液体是从油、涂料、燃料及其混 合物构成的组合中选取出来的。
88.如权利要求75至87中任意一项所述的方法，其特征在于所述流体的透射率低于 大约30%。
89.如权利要求75至87中任意一项所述的方法，其特征在于所述流体的透射率低于 大约25%。
90.如权利要求75至87中任意一项所述的方法，其特征在于所述流体的透射率低于 大约20%。
91.如权利要求75至87中任意一项所述的方法，其特征在于所述流体的透射率低于 大约15%。
92.如权利要求75至87中任意一项所述的方法，其特征在于所述流体的透射率低于 大约10%。
93.如权利要求75至87中任意一项所述的方法，其特征在于所述流体的透射率低于 大约5%。
94.如权利要求75至87中任意一项所述的方法，其特征在于所述流体的透射率低至 0. 0001%。
95.如权利要求75至87中任意一项所述的方法，其特征在于所述流体的透射率低至 0. 001%。
96.一种流体处理系统，包含用于接收加压流体流的流体入口；与所述流体入口流体连通的流体处理区；设置在所述流体处理区中的至少一个细长辐射源；相对于所述细长辐射源呈环形结构分布的多个喷管元件，每个喷管元件都具有流体 排出开口，所述流体排出开口构造成使待处理的流体撞击到所述细长辐射源的至少一部分 上；以及用于排出处理后的流体的流体出口。
97.如权利要求96所述的流体处理系统，其特征在于所述辐射源包含弯曲的辐射发射表面。
98.如权利要求97所述的流体处理系统，其特征在于所述流体排出开口与所述辐射 发射表面分隔开，使流体沿与所述辐射发射表面的切面的接触点法线的角度在大致45度 范围以内的路径撞击。
99.如权利要求97所述的流体处理系统，其特征在于所述流体排出开口与所述辐射 发射表面分隔开，使流体沿与所述辐射发射表面的切面的接触点法线的角度在大致30度 范围以内的路径撞击。
100.如权利要求97所述的流体处理系统，其特征在于所述流体排出开口与所述辐射 发射表面分隔开，使流体沿与所述辐射发射表面的切面的接触点法线的角度在大致20度 范围以内的路径撞击。
101.如权利要求97所述的流体处理系统，其特征在于所述流体排出开口与所述辐射 发射表面分隔开，使流体沿与所述辐射发射表面的切面的接触点法线的角度在大致15度 范围以内的路径撞击。
102.如权利要求97所述的流体处理系统，其特征在于所述流体排出开口与所述辐射 发射表面分隔开，使流体沿与所述辐射发射表面的切面的接触点法线的角度在大致10度 范围以内的路径撞击。
103.如权利要求97所述的流体处理系统，其特征在于所述流体排出开口与所述辐射 发射表面分隔开，使流体沿与所述辐射发射表面的切面的接触点法线的角度在大致5度范 围以内的路径撞击。
104.如权利要求97所述的流体处理系统，其特征在于所述流体排出开口与所述辐射 发射表面分隔开，使流体沿大致垂直于所述辐射发射表面的切面的接触点的路径撞击。
105.如权利要求96至104中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于所述流体排 出开口具有直线形状。
106.如权利要求96至104中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于所述流体排 出开口具有曲线形状。
107.如权利要求96至104中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于所述流体排 出开口具有圆形形状。
108.如权利要求96至104中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于所述流体排 出开口具有半圆形形状。
109.如权利要求96至104中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于所述流体排 出开口具有呈抛物线段形式的形状。
110.如权利要求96至104中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于所述流体排 出开口具有椭圆形形状。
111.如权利要求96至104中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于所述流体排 出开口具有长圆形形状。
112.如权利要求96至104中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于所述流体排 出开口具有多边形形状。
113.如权利要求96至104中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于所述流体排 出开口具有三角形形状。
114.如权利要求96至104中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于所述流体排 出开口具有正方形形状。
115.如权利要求96至104中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于所述流体排 出开口具有矩形形状。
116.如权利要求96至104中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于所述流体排 出开口是细长的，具有长轴和垂直于所述长轴的短轴。
117.如权利要求116所述的流体处理系统，其特征在于所述长轴大致平行于所述至 少一个辐射源的纵轴。
118.如权利要求96至117中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于所述至少一 个喷管元件包含在容器元件之中。
119.如权利要求118所述的流体处理系统，其特征在于所述至少一个喷管元件包含 单个流体排出开口。
120.如权利要求119所述的流体处理系统，其特征在于所述单个流体排出开口是细 长的，具有大致与所述容器元件的纵轴对齐的长轴。
121.如权利要求118所述的流体处理系统，其特征在于所述至少一个喷管元件包含 多个流体排出开口。
122.如权利要求118所述的流体处理系统，其特征在于所述容器构件是细长的，并且 包含沿所述容器元件的纵轴设置的多个流体排出开口。
123.如权利要求118至122中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于所述容器 元件包含用于接收流体流的入口。
124.如权利要求118至122中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于所述容器 元件包含用于接收加压流体流的入口。
125.如权利要求118至124中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于包含多个 容器元件，所述多个容器元件与所述辐射发射表面分隔开。
126.如权利要求125所述的流体处理系统，其特征在于所述多个容器元件相对于所 述辐射发射表面呈环状分布。
127.如权利要求125所述的流体处理系统，其特征在于所述多个容器元件相对于所 述辐射发射表面呈非环状分布。
128.如权利要求96至117中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于所述至少一 个喷管元件包含一对导流元件，所述一对导流元件间隔设置，从而限定出所述流体排出开
129.如权利要求96至117中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于所述至少一 个喷管元件包含多个导流元件，所述多个导流元件间隔设置，从而限定出多个流体排出开
130.如权利要求1 所述的流体处理系统，其特征在于包含相同数量的导流元件和 流体排出开口。
131.如权利要求1 至130中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于进一步包含至少一个保持元件，用于将所述导流元件保持成间隔关系。
132.如权利要求1 至130中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于进一步包 含多个保持元件，用于将所述导流元件保持成间隔关系。
133.如权利要求1 至130中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于所述多个 导流元件围绕其中设有所述至少一个辐射源的中间部分呈环形分布，从而限定环形结构。
134.如权利要求133所述的流体处理系统，其特征在于单个辐射源相对于所述多个 导流元件同轴设置。
135.如权利要求133至134中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于进一步包 含至少一个保持环元件，用于使所述导流元件保持所述环形结构。
136.如权利要求133至134中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于进一步包 含多个保持环元件，用于使所述导流元件保持为所述环形结构。
137.如权利要求133至136中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于包含多个 所述环形结构。
138.如权利要求96至137中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于包含多个流 体入口。
139.如权利要求96至137中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于包含多个流 体出口。
140.如权利要求96至137中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于包含多个流 体入口和多个流体出口。
141.如权利要求138至140中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于所述流体 处理区包含两个以上的子室，每个子室都与至少一个流体入口和至少一个流体出口流体连通。
142.如权利要求141所述的流体处理系统，其特征在于每个子室都与多个流体入口 流体连通。
143.如权利要求141所述的流体处理系统，其特征在于每个子室都与多个流体出口 流体连通。
144.如权利要求141所述的流体处理系统，其特征在于每个子室都与多个流体入口 和多个流体出口流体连通。
145.如权利要求96至144中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于包含多个辐 射源。
146.如权利要求97至145中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于所述辐射源 和所述辐射发射表面是一体的。
147.如权利要求97至145中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于所述辐射源 和所述辐射发射表面是相互独立的。
148.如权利要求97至145中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于所述辐射源 和所述辐射发射表面成间隔关系。
149.如权利要求147至148中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于所述辐射 发射表面包含在套筒中。
150.如权利要求149所述的流体处理系统，其特征在于所述套筒由辐射可透过的材料构成。
151.如权利要求149所述的流体处理系统，其特征在于所述套筒由石英构成。
152.如权利要求149至151中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于所述套筒 中包含单个辐射源。
153.如权利要求149至151中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于所述套筒 中包含多个辐射源。
154.如权利要求96至153中任意一项所述的流体处理系统，其特征在于所述辐射源 包括紫外线辐射源。
全文摘要
说明了一种流体处理系统，在该流体处理系统中，待处理的流体在压力作用下被撞击至辐射发射表面。所述流体处理系统包含至少一个具有辐射发射表面的辐射源和至少一个具有流体排出开口的喷管元件，所述流体排出开口与所述辐射发射表面分隔开。所述流体排出开口构造成使待处理的流体撞击到所述辐射发射表面的至少一部分上。所述流体处理系统特别适于处理低透射率的流体。
文档编号A61L2/08GK102099105SQ200980128268
公开日2011年6月15日 申请日期2009年7月15日 优先权日2008年7月15日
发明者吉姆·弗雷泽, 迈克尔·萨斯格斯 申请人:特洛伊科技有限公司