专利名称：可更换的灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及在家庭或办公室中使用的在工作台上方或下方的使用点水处理系统(WTS)单元，其目的是从水中清除污染物。
背景技术：
本发明克服了与前面使用点家用或办公室水处理系统(WTS)单元相联系的几个问题或使之减到最小。这些WTS单元经常通过一龙头分流器阀组件联接到一龙头上。水可直接从龙头供应，或使用龙头分流器阀组件，可流经一WTS单元，从而在从龙头排出之前清除污染物。
该WTS单元通常包括一碳块过滤器用于清除颗粒，和一流量计来监测经过一特定时间段后所处理的水的量。
许多WTS单元遇到的第一个问题是过滤器封闭件很难从WTS单元过滤器箱体上取下或装上去。特别是对于那些依靠螺纹联接的封闭件就更是这样。这些封闭件与过滤器箱体结合形成储存过滤器的封闭压力容器。理想的过滤器直径应尽可能大，以提高过滤器的能力和寿命预期。通常都是由塑料制成的过滤器封闭件和过滤器箱体之间的常规螺纹联接，经常会“焊接”在一起。这种现象称作咬住。这种“焊接”现象部分是由于过滤器更换之间的长时间，还因为WTS单元工作的潮湿和温暖的环境。
WTS单元通常包括一UV(紫外线)灯，用于杀灭要处理的水中的细菌。这些紫外线灯一般连续操作。当水没有流过WTS单元达相当长的一段时间后，如过夜，来自紫外线灯和其它电路的热量可能会使热量在内部积聚，并提高WTS单元中储存的水的温度。所产生的升高的温度导致塑性变形以及过滤器封闭件和过滤器箱体的螺纹“焊接”在一起。由于螺纹之间的大面积接触，可能需要相当大的力来打破螺纹上的“焊接”并从过滤器箱体中拆下过滤器封闭件。
可替换地，一些WTS单元使用卡口安装的过滤器封闭件。这种类型安装的一个问题是过滤器封闭件必须与外箱体精确对正，以实现将过滤器封闭件安装在过滤器箱体上。另外，即使是卡口式安装，在过滤器封闭件与过滤器箱体之间仍有相当大的连接接触面积。同样，在经过一段长时间的连接后，需要相当大的力来将过滤器封闭件从过滤器箱体上脱离。
具有紫外线灯的WTS单元的第二个问题是热量在WTS单元中的积聚。与升高的温度相联系的不良结果包括塑料部件由于塑性变形而在一段时间后结构老化，塑料部件褪色，以及电路可靠性降低。另外，当从WTS单元中排出时，在WTS单元中过夜储存的水的温度会变得对于触觉不舒服地温暖。因此对于WTS单元来讲，设计成使内部聚积热量减到最少是有利的。
另外，多数WTS单元使用塑料模制的装饰性外箱体来封闭内部元件。这些塑料外箱体在温度升高时强度会降低。如果WTS单元将安装在墙壁上且必须仅依靠外箱体的强度，那么外箱体必须相对较厚，且由高强度塑料制成，并能抵抗由于高温和机械载荷引起的塑性变形。因此就需要昂贵的特种塑料来制造这种外箱体。
具有紫外线灯的WTS单元的第三个问题是更换紫外线灯很麻烦。
紫外线灯的寿命有限且必须定期更换。由于由该灯发射出的紫外线有利于破坏细菌中的化学健，因而严重限制了它们重制和再生的能力，紫外线还会损害人眼。因此，紫外线灯必须在紫外线不照射于安装者的情况下安装。通常这需要许多步骤，如将紫外线灯联接到一电源上，关闭环绕紫外线灯的外箱体以防止紫外线照射，然后起动紫外线灯而确保紫外线灯正确工作。理想地，紫外线灯能够方便快速地安装，紫外线灯在安装后立即发光，以表示它在正常工作，并防止紫外线直接照射于操作者。
具有紫外线杀菌作用的WTS单元的第四个问题是，通过紫外线罐组件的水流可能不是均匀地处理和由紫外线照射。紫外线灯一般安装在紫外线罐组件中，水环绕紫外线灯流过。全部的水都应当接受一预定最小剂量的紫外线照射。根据水被导向通过紫外线罐组件的方式不同，水流的各部分会接受较少量或较大量的照射。也就是说，与采取较慢路径并具有较长停留时间的那部分水相比，最快流过紫外线罐组件的那部分水将接受较少的紫外线照射。理想地，全部水都接受相同的预定最少量的紫外线照射，以确保所需的杀灭或破坏率，而不会对水流的某些部分过多照射。没有稳定的或塞状流经过紫外线罐组件，这个目的不能最优地实现。塞状流是指一“塞”或团的水一起流过该系统。塞状流避免了水通过系统的不均匀流速。
一些WTS单元使用环绕一紫外线灯的输送水的特富龙螺旋管来实现对于全部水的基本一致的流速。但特富龙螺旋管会变质和/或充满斑点。另外，特富龙螺旋管会由于热而损坏。另外，载有污染物的水透过经长期使用的特富龙螺旋管会降低光线的传导性能。因此，在某些水条件下螺旋管必须清理或更换。
美国专利5,536,395中示出提到这个问题的紫外线罐组件的一个例子。一箱包括一大致圆柱形的主体部分和一直径减小的颈部。在该圆柱形部分上连接有一入口和一其中带有圆形孔的同轴对齐的环形隔板。水进入该入口，产生圆周水流然后流过隔板中的孔。由此，从环形隔板向下流动的水以一基本为螺旋式的运动环绕设置在紫外线罐组件中的紫外线灯运行。然后在通过一出口附件从箱中流出之前，水流到该缩小的颈部。尽管这种紫外线罐组件结构提供了令人满意的流动特性，但由于形成该箱需要许多深拉操作，箱仍昂贵且制造困难。另外，有许多加工操作必须在不锈钢元件上进行，这也增加了制造的复杂性和成本。
常规WTS单元的另一个缺点是使用多个管来流体联接WTS单元的各部件。一般用单独的管来联接入口、出口紫外线部件和过滤部件以及流量监测组件。所用的大量的管使组装不方便且耗时。另外，管在经过一段时间后会变得易碎并最终不得不更换。由于管和管夹的这种复杂性，对于普通消费者来说更换部件是很困难的。另外，由于管是非结构件，必须使用附加的支承件来支承元件，如与由WTS单元的装饰性外箱体提供的支承件间隔开的流量计和紫外线及过滤部件。另外，使用管的结构使得对WTS单元紧密性进行优化很困难。
本发明包括能够克服前述水处理系统单元遇到的上面确认的问题或至少使之降到最小的结构和特征。
发明内容
本发明包括一WTS单元，该WTS单元具有一独特的过滤器封闭件和连接机构，使封闭件容易和快速地固定到一过滤器箱体上或从中取出。该过滤器箱体具有一用于安装一过滤器的腔室。该封闭件可释放地与外箱体组件密封以形成一封闭的压力容器。该连接机构理想地连接到封闭件上并利用一机械优点，最好是一可转动手柄的形式，该手柄将一对往复锁紧叶片带入或带出与过滤器箱体上的一个或多个叶片安装孔的配合。
本发明还涉及一种WTS单元，该WTS单元包括一紫外线罐组件，一安装在该紫外线箱中的紫外线灯组件，和一与该紫外线罐组件并置的散热支承板。这种结构使由紫外线灯组件产生并传导到紫外线箱的热量能够很容易地传导到该支承板，进而传导到大气中。散热支承板的使用还使低强度装饰性外箱体能够与WTS单元一起使用，因为该支承板向内部元件以及WTS单元的墙壁安装件提供了结构支承。
所公开的使用点水处理系统具有一底座，一紫外线罐组件，一插头盖组件及一紫外线灯组件。盖组件连接到紫外线罐组件上。该紫外线灯组件同时安装到该盖组件和紫外线罐组件上，从而形成一封闭的压力容器并与盖组件电联接。理想地，在紫外线灯组件与罐组件之间形成一流体密封，同时紫外线灯组件卡口安装到盖组件上，从而在其间产生电联接。另外，紫外线灯组件优选地包括一光导管，该光导管可从WTS单元的外部看到，以指示紫外线灯组件何时工作。
提供的一紫外线罐组件包括一大致为圆柱形的管以及第一和第二纵向间隔开的环形隔板。该第一隔板理想地是平面的并在其中具有多个孔。该第二隔板优选地是带叶片的。当一紫外线灯组件放置到紫外线罐组件中后，从第一隔板流向第二隔板的水以一螺旋路径绕一紫外线灯流动，使水基本均匀地由紫外线照射。这种特别的紫外线罐组件在结构上相对简单且制造成本低。
本发明还包括一WTS单元，该WTS单元包括一紫外线分系统，一过滤器分系统，一流量计，一底座和一双平面导管。该导管具有第一和第二半部，该第一和第二半部连接在一起而配合地提供将过滤分系统、紫外线分系统和流量计流体联接在一起的管路。该过滤分系统放置在该导管的第一平面上，紫外线分系统放置在该导管的第二上升平面上，而流量计设置在一产生在导管第二平面和WTS单元底座下面的包层中。这种设置使WTS单元的结构紧密。
本发明的一个目的是提供一种具有一过滤器封闭件的WTS单元，该过滤器封闭件即使在过滤器封闭件已经安装到过滤器箱体上很长一段时间后，也能很容易地安装到过滤器箱体上或从中取出。
本发明的另一个目的是提供一种具有一连接机构的过滤器封闭件，该连接机构利用一机械优点，从而使用户不需要过多的力或力量就能取出过滤器封闭件。
另一个目的是提供一种具有高导热性能和高强度的支承板，来支承WTS单元的主要部件，同时加强WTS单元的散热。
又一个目的是提供一种具有紫外线灯组件的WTS单元，该紫外线灯组件使紫外线灯组件以一单一的快速运动同时与一电源电联接并与紫外线罐组件流体密封，从而避免使WTS单元用户被紫外线照射。这减少了布置和连接电线束以完成装配的额外步骤。
另一个目的是提供一种具有一双平面导管组件的WTS单元，该双平面导管组件与WTS单元的主要部件相联接，从而在其间提供简单而可靠的流体联接。该导管组件向其它部件提供了结构支承，并部分限定了一用于放置一流量计和监测组件的包层。
另一个目的是提供一种WTS单元，该WTS单元具有一上面带有光导管的紫外线灯组件，该光导管可用紫外线灯组件代替，并延伸穿过WTS单元外箱体上的一孔，以指示紫外线灯何时工作。
从下面的说明书、权利要求以及附图中，很容易明白本发明的这些和其它特征、目的和优点，其中图1是根据本发明制造的WTS单元的透视图，该WTS单元用一头分流器阀组件联接到一龙头上；图2是该WTS单元的后视立面图；图3是该WTS单元主要部件的分解透视图；图4是该WTS单元的分解示意透视图；图5是一过滤器箱体组件和过滤块组件的分解视图；图6A-C是分解透视图，示出一过滤块组件正在从WTS单元中取出；图7A-D分别是一过滤罐组件沿图7C中7D-7D线所取的分解透视图，后部立面图，底部平面图和剖视图；图8A-D分别是该过滤块组件沿图8B中8C-8C线所取的分解透视图，顶部平面图，剖视图和底部平面图；图9是一过滤器盖组件的放大分解透视图；图10A-D分别是沿图10A中的线10C-10C所取的顶部平面图，底部平面图，剖视图，和沿图10B中线10D-10D所取的剖视图；图11是一紫外线罐组件和一散热支承板的分解透视图；图12A-C是安装在一WTS单元中的紫外线灯组件的一系列分解，透视图；图13A-E分别是沿图13B中的线13C-13C所取的立面图，顶部平面图，剖视图，及紫外线灯组件的图13C中的底部平面图和放大分解视图；图14是该紫外线罐组件的分解透视图；图15A-D是紫外线罐组件中使用的带叶片隔板的顶部平面图，旋转立面图和透视图；图16A-D是一插头盖组件的图16C中沿线16D-16D所取的分解透视图，透视图，底部平面图和一倒置的剖视图；
图17A-D是沿图17C中的线17D-17D所取的一灯组件的分解透视图、立面图、顶部平面图和剖视图；图18A-D是紫外线灯组件的图17D中所取的放大分解视图，及用于一紫外线灯组件的一可替换实施例；图19A-F是包括导管组件的散热支承板的分解透视图，立面图，底部平面图，左视图，上部透视图，及包括导管组件的支承板的底部透视图；及图20是包括一水管组件的流量监测组件的分解透视图。
具体实施例方式
图1和2示出根据本发明制造的一WTS(水处理系统)单元10。WTS单元10使用碳块过滤结构来过滤颗粒并从水中去除某些化学污染物。使用一紫外线系统来杀灭细菌。用一监测器来报告过滤结构和紫外线系统的状态。
WTS单元10包括一前部外箱体12，一后部外箱体14，及一流量监测组件16，该流量监测组件16还用作WTS单元10的底座。位于前后外箱体12和14顶部的是装饰灯和过滤器盖18和20。一监测器22安装在流量监测组件16中，这将在下面进一步描述。一变压器形式的电源24向WTS单元10提供电能。一带散热片的铝制支承板26延伸穿过位于后部外箱体14中的一开口，有助于热量从WTS单元10中散出。一龙头分流器阀组件28向或从WTS单元10发送水。
构成WTS单元10的主要部件在图3中以分解透视图示出，在图4中以轮廓透视图示出。这些部件包括前部外箱体12，后部外箱体14，流量监测组件16，支承板26，一过滤分系统30，一紫外线分系统32，一安装在流量监测组件16中的水管组件34，一导管组件40，一PC板42和一壁安装架44。导管组件40具有联接到龙头分流器阀组件28的软管52上的入口46和出口50。导管组件40与过滤分系统30、紫外线分系统32和水管组件34流体联通。如图4中最佳看到的，一机壳54位于管路40一部分的下方和流量监测组件16的上方，以容纳监测器22和水管组件34。
快速观察通过WTS单元10的水流路径，从龙头分流器阀组件28出来的水被导入导管组件40的入口46。然后水从导管组件40流入过滤分系统30中进行碳块过滤；被过滤的水然后从过滤分系统30排回导管组件40。导管组件40将过滤的水输送到紫外线分系统32，通过紫外线照射而杀灭细菌。被过滤和消毒的水然后离开紫外线分系统32，并流过水管组件34。最后水回到导管组件40并流出导管出口50，返回到龙头分流器阀组件28。
图3、5和6中以分解透视图示出了过滤分系统30。部件包括一过滤器箱体组件60，一封闭件或过滤器盖组件64和一过滤器组件66。过滤器组件66固定在过滤器箱体组件60中。过滤器盖组件64具有一凸轮形封闭件并可密封地与过滤器箱体组件60配合，形成一封闭的压力容器，其中水经过过滤器组件66而被过滤。
图6A-C示出从WTS单元10取出过滤器组件66。装饰性过滤器盖20旋转四分之一转并通过从过滤器盖组件64上拧下而移走。接下来，向上转动过滤器盖组件64上的一手柄152，使一对往复锁紧叶片146、150(未示出)从形成在过滤器箱体组件60的密封配合口86中的圆周延伸的叶片安装槽98中径向向内释放。过滤器盖组件64向上抬起，将过滤器盖组件64、安装在过滤器盖组件64上的一弹性O型圈144及过滤器箱体组件60之间的密封打破。然后过滤器组件66从过滤器箱体组件60抬起。而后可将一新的过滤器组件66放置在过滤器箱体组件60中。
过滤器盖组件64被向下压入过滤器箱体组件60的密封配合口86中，用O型圈144在其间重新建立密封。然后通过将手柄152降低到水平位置而将过滤器盖组件64锁定到位，这使锁紧叶片146、150延伸进入叶片安装槽98中。然后过滤器盖20被重新连接到过滤器盖组件64顶部。如下面将更详细地描述的，手柄152在往复运动锁紧叶片146、150进入和脱离与叶片安装槽98的配合上提供了明显的机械上的优点。
现在对过滤器分系统30的各部件进行描述。参照图7A-D，示出过滤器箱体组件60。过滤器箱体组件60包括一过滤器箱体70和一对配合的开口环72a、72b。过滤器箱体70在其后侧模制有四个螺纹凸台74。支承肋76和78在凸台74之间延伸并向其提供支承。过滤器箱体70包括一在其中设有入口和出口管路82和84的底部拱形端80。在拱形端80底部形成一对螺纹凸台83以安装紧固件，该紧固件将导管组件40的一部分固定到过滤器箱体70上；相似地，在过滤器箱体70侧部形成一对螺纹凸台85，以安装用于连接后部外箱体14的紧固件。位于过滤器箱体70顶部的是内部密封配合口86和一固定凸缘90。密封配合口86的尺寸确定为能够与过滤器盖组件64的O型圈144密封配合。开口环72a和72b具有径向向内延伸的槽92a和92b。如图7D中可最佳地看到的，紧固件96绕过滤器箱体70夹持地固定开口环72a和72b，而槽92a和92b紧靠固定凸缘90。叶片安装槽98沿过滤器组件66的整个圆周延伸，并形成在凸缘90和对应的形成于开口环72a和72b中的径向内部台阶99a和99b之间。
图8A示出过滤器组件66的分解视图。一碳过滤块100固定在一过滤器底盖102和一过滤器顶盖104之间。如图3C中最佳看到的，碳块过滤器100为环形并具有内层和外层106和108。过滤器顶盖104包括一端板110，该端板110带有一立柱112和椭圆形抓盘114。椭圆形抓盘114使过滤器组件66很容易抓住并从过滤器箱体组件60上拉起。底盖102具有一端板116，一中心通道118和两对在其间延伸的三角形支承肋120和122。肋120具有三角形开口124以减少重量。一对O型圈126固定在端盖102的中心管路118中的槽128中。在WTS单元10正常运行过程中，水从过滤块100外部径向向内流动，并经中心管路118流出。图8C中箭头示出水流的该所需方向。当过滤器组件66安装到过滤器箱体组件60中时，O型圈126在中心管路118和过滤器箱体组件60的出口管路84(图7D)之间进行密封。
图9以分解透视图示出过滤器盖组件64。构成过滤器盖组件64的元件包括过滤器箱体盖142，弹性O型圈144，第一和第二凸轮锁紧叶片146和150，一手柄152，第一和第二凸轮锁紧保持器154和156，及四个紧固件160。O型圈144固定在形成于过滤器箱体盖142外径中的槽145中。当过滤器盖组件64通过紧固件160固定在一起时，手柄152和锁紧叶片146和150可移动地紧靠在过滤器箱体盖142上方和锁紧固定器154和156下方。手柄152被固定从而在过滤器箱体盖142与锁紧固定器154和156之间旋转。手柄152连接到锁紧叶片146和150上，从而当手柄152相对于过滤器箱体盖142向下和向上转动时，叶片146和150在一水平面上径向伸展和收缩。如前面针对图6B所描述的，当锁紧叶片146和150伸展时，它们适于锁入过滤器箱体组件60的叶片安装槽98中。
锁紧叶片146和150一般为平面，分别具有弧形配合部分162和164。内侧延伸的销166和170用于与手柄152联接。
手柄152包括一弧形抓取部件172，一对分开的耳174和176，及联接耳174和176的轴180。位于耳174和176外侧的是C形凸轮轨道182、184和186、190。锁紧叶片146和150的销166和170配合地在凸轮轨道182、184、186和190中滑动，使锁紧叶片146和150在手柄152旋转地上升和下降时径向伸展和收缩。参照图10C，当手柄152位于其下降位置且销166和170位于轨道终点时，销166和170与耳174和176中心的距离最远，锁紧叶片146和150也是这样。当手柄152的抓取部分172抬起时，耳174和176旋转，销166和170向耳174和176的中心移动，靠近凸轮轨道182、184、186和190的弯曲或中点部分。当锁紧叶片146和150的销166和170径向向内移动或被凸轮带动时，锁紧叶片146和150相应地径向向内运行到一收缩位置。
参照图9，手柄152的轴180被固定，从而在由设置于过滤器箱体盖142上表面的U形支架192和194及设置于凸轮锁紧固定器154和156底侧的配合U形支架196和200形成的支承座中旋转。在过滤器箱体盖142中形成盘形槽202和204，以容纳耳174和176。相似地，在凸轮锁紧固定器154和156中形成槽206和210，以便于抓取部分172的旋转。凸轮锁紧固定器154和156与过滤器箱体盖142上表面配合，引导锁紧叶片146和150在收缩和伸展位置之间进行平面运动。注意图10D，外部和中心导向肋212和214位于过滤器箱体盖142顶部，并与形成于锁紧叶片146和150底侧的外部和中心导向槽216和220配合，以确保锁紧叶片146和150在过滤器箱体盖142上的线性运动。手柄152与锁紧叶片146和150的销166和170的凸轮运动使锁紧叶片146和150很容易从叶片安装槽98中收缩。另外，通过用往复运动的锁紧叶片146和150代替过滤器盖组件64和过滤器箱体组件60之间的螺纹联接，本发明解决了水处理系统中长时间不用后联接螺纹“焊接”的问题。
轴180中心至抓取部分172之间的距离提供了比轴180中心至接触点之间的径向距离大得多的力臂，在该接触点凸轮轨道182、184、186和190压在销166和170上。因此，当用户抬起或落下手柄152而径向向内或向外移动锁紧叶片146和150时，可以体会到相当大的机械优点。
另外，采用带有C形凸轮轨道182、184、186和190的盘形耳174和176使销166和170在一单一的水平面中运动，即使手柄152旋转时凸轮轨道182，184，186和190在一环形路径中运动。这使锁紧叶片146和150大致为平面，而过滤器盖组件64在厚度上相对紧密。
参照图9，凸轮锁紧固定器154和156分别具有其中带有孔226和230的舌状物222和224。相似地，在凸轮锁紧固定器154和156中形成埋头孔232、234、236和240。对应的螺纹凸台242、244、246和248位于过滤器箱体盖142顶部。如图9中所显示的，当过滤器盖组件64完全装配后，螺纹紧固件160安装到埋头孔232、234、236和240中，并固定到螺纹凸台242、244、246和248中。当凸轮锁紧固定器154和156相互锁紧时，孔226和234与孔230和232同轴对齐。
操作中，过滤器盖组件64放置在过滤器箱体组件60上面，手柄152位于一向上位置，锁紧叶片146和150径向向内收缩。这使锁紧叶片146和150从与叶片安装槽98的配合中收缩，并在过滤器箱体组件60的开口环72a和b中径向穿过。当过滤器盖组件64下降并被压入过滤器箱体组件60中时O型圈144滑动到与过滤器箱体70的密封配合口86密封配合。从而在过滤器箱体70、O型圈144及过滤器箱体盖142之间产生水密密封。一旦过滤器盖组件64被压入过滤器箱体组件60中而O型圈144与过滤器箱体70形成密封，过滤器盖组件64肯定会锁定到位。手柄152向下旋转到与过滤器箱体盖142平齐，同时锁紧叶片146和150径向向外移动而与叶片固定槽98配合。O型圈144被压缩地和密封地紧靠在过滤器箱体盖142与密封配合口86之间，以保持过滤器盖组件64与过滤器箱体组件60之间的密封，从而形成一封闭的压力容器。这样在将过滤器盖组件64相对于过滤器箱体组件60放置到位及然后落下手柄152而将过滤器盖组件64锁定到位的过程中，实现了一大致单一的运动。
反之亦然。当手柄152抬起时，锁紧叶片146和150收缩，过滤器盖组件64可很容易地从密封配合口86中移出。
如图3中看到的，PC板42包括一上面可安装电子元件和电路的电路板250。一凹形插头252位置靠近电路板250底部，用于接收来自电源24插头线上的凸销(未示出)的电能。在电路板250顶部，一具有一对C形触点256的插头部分254设置在其前侧。另一对触点260位置靠近电路板250底部，用于联接监测器22，监测器22用于显示紫外线灯的状态—即灯的工作状态。
图11中以分解透视图示出带有铝制伸延或支承板26的紫外线分系统32。分系统32中的部件包括一紫外线灯组件280，一电插头盖组件290，紧固件292，灯盖18和一紫外线罐组件300。盖组件290放置在罐组件300顶部，并由紧固件292固定到形成于支承板26上的开口294上。然后灯组件280可装入盖组件290和罐组件300的组合物中或从中取出。灯组件280配合在电端子盖组件290中并与之电联接，同时与罐组件300流体密封。灯盖13具有一在其中心设置的光导管安装孔282。在盖组件290外部形成螺纹296以可释放地固定灯盖18。支承板26适于绕罐组件300及PC板42(图11中未示出)装配并将热量带离。在盖组件290能够向灯组件280提供电能之前，灯组件280必须以一卡口式安装正确装入罐组件300和盖组件290中并与之密封。正确的安装可防止紫外线从罐组件300和盖组件290中泄漏。灯组件280通过简单地推动紫外线灯组件280并旋转四分之一转而进入形成于盖组件290中的一卡口安装座295中而安装到盖组件290中。如图12A-C中显示的，这种安装同时实现了灯组件280与罐组件300之间的流体密封，以及灯组件280与盖组件290之间的电联接。
图11中以分解视图示出罐组件300，图13A-E中示出与灯组件280的组合，图14中单独示出。为便于观察，图13A-E中未示出盖组件290。罐组件300包括一圆柱形不锈钢主管或罐302，在其上连接有入口和出口附件304和306，一入口弯头308，一出口弯头310，一底部封闭端板312及一顶部环状杯形端板314。弯头308和310固定到附件304和306上。成对的O型圈316用于在附件304和306与弯头308和310之间形成密封。安装夹315放到弯头308和310上的槽中，将弯头308和310固定到导管40上。在顶部端板314中形成一灯安装孔318。如图13E中最佳看到的，端板314上的环形密封表面320适于与灯组件280上的相应密封件配合。端板314还具有一水平紫外线块部分323。一卷曲端部325在相对于罐组件300插入和取出时辅助对紫外线灯组件280进行导向。另外，这也减少了在制造过程中由于形成于顶部端板314上的任何尖利冲压边缘而导致损伤的机会。
固定在罐302中的是底部大致平的隔板322和上部装叶片的隔板324。如图13C所示，隔板322为环形，并通过沿罐302的壁向下垂直延伸的三个接触耳326焊接到罐302内部。注意图14，一分流器板330焊接到隔板322上。分流器板330设置在附件304前面，以形成一楔形入口通道332，并使输入的水沿圆周运行。分流器板330还用作底部弯头308的紫外线挡光层。如箭头所示，多个环形孔334位于底部隔板322上，使水以螺旋方式向上部隔板324流动。
上部隔板324示于图13C、14中，单独示于图15A-D中。上部隔板324具有一环形轮毂336和锥形叶片338。叶片338相对于环形轮毂336的优选角度为13°的α角。但5°至45°的角度也可以感应出可接受的圆周或塞状流。在相邻叶片338之间形成狭缝340，使水可以从其间流过。三个竖直安装耳341用于通过一焊接操作将隔板324固定到罐302上。由于锥形叶片338所确定的角度为沿水流方向向上，与使用平的隔板，如在其中只有大致平的孔334的第一隔板322的情况相比，通过狭缝340的圆周流被加强了。与使用在其中具有环形孔334的平面隔板322的情况相比，在罐302底部使用带叶片的隔板在罐组件300中产生圆周或塞状水流方面令人吃惊地显示出并没有多大效果。为了最大地便于制造并最优地产生圆周或塞状流，将其中带有环形孔334的平面隔板322和带叶片的隔板324结合起来已经证明是非常有效的。这种圆周流基本上消除了允许不同流速的水都可通过罐组件300的层流。相对于平均值来讲，本发明中加强的塞状流延长了WTS单元10运行过程中水被紫外线照射的接触时间。但也可使用两个或多个带叶片的隔板在罐组件中产生螺旋或塞状流，这也在本发明的范围之内。
罐组件300以如下方式构造。罐302由不锈钢管坯料切割成段。然后在管或罐302中冲压出孔，以安装入口附件304和出口附件306。分流器板330点焊到隔板322上。然后在罐302中将隔板322与分流器板330进行等离子焊接，分流器板330位于将安装入口附件304的底部开口前面。接下来，上部隔板324等离子点焊到罐302上。入口和出口附件304和306被挤压与罐302中的冲压孔配合，然后等离子焊接到位。入口和出口弯头308和310然后连接到入口和出口附件304和306上。最后，底部端板312和环形上部端板314等离子焊接到位。对罐组件进行钝化以提供表面修整。这种构造方法不必使用深拉材料，而是使用浅拉端板且不需要加工部件。因此罐组件300提供了一种低成本但在塞状流特性方面非常有效的紫外线罐组件。
插头盖组件290用于两种基本目的。第一，盖组件290将电能从PC板42传导到紫外线灯组件280。第二，盖组件290用一卡口式联接相对于罐组件300将紫外线灯组件280机械地固定到位。如图11中显示的，盖组件290放置在罐组件300上，并通过螺纹紧固件292连接到支承板26上。当紫外线灯组件280正确固定到盖组件290和罐组件300中后，紫外线灯组件280起动且紫外线不会从紫外线分系统32中泄漏。另外，如图13E中所示，紫外线灯组件280还与罐组件300流体密封。
图16A-D中示出盖组件290。注意分解视图16A，部件包括一塑料模制的插头盖342，一预压件344，一引线框346和一对夹片350。引线框346在其远端具有上部和下部成对端子348和349。夹片350分别包括弯曲的细长部分352，中部弧形接触部分354及端部356和358。预压件344和引线框346在形成盖组件290的模制操作期间紧压在模制插头盖342中，图16B中以透视图示出其处于组装完成状。
插头盖342具有一大致为圆柱形的主体366，一通道部分368和一绕引线框346模制的延伸部分370。在插头盖342顶部形成一卡口式安装件295以固定紫外线灯组件280。卡口式安装件295包括向内轧制的凸缘372和374。在轧制凸缘372和374之间形成槽376和378。由于远离槽376和378延伸而形成带斜坡的表面，轧制凸缘372和374的内缘向下形成锥形。图16D中示出凸缘372从槽378向下形成锥形。如图16C中最佳看到的，形成在插头盖342内部的是固定夹片壁380、382和384。如图16C所示，弧形细长部分352和夹片350的端部362和364通过这些夹片壁380、382和384而固定。弯曲的接触部分354暴露于插头盖342内部，并从槽376和378在圆周方向间隔开。当灯组件270卡口安装到盖组件290中后，夹片壁380和382用作止动件。当夹片350安装到壁380、382和384后部之后，引线框346的端子348与夹片350的端部358电联接。
如图16C中最佳看到的，端子349固定在形成于插头盖342的延伸部370中的一U形安装座392中。内部槽394的尺寸确定为可放置到安装座392中，从而固定PC板42的插头部分254。当安装座392滑动安装到PC板42上后，端子349的触点固定在PC板42上的C形夹片256中(见图3)。外部凸缘396形成在安装座392中且尺寸确定为可安装在形成于支承板26中的对应槽574的上部之中(见图19F)。通道部分368的尺寸确定为可装配到罐组件300上的出口弯头310上。
图17A-D和18A-B中可最佳地看到紫外线灯组件280。灯组件280包括一石英管402，一缓冲O形圈404，一压紧螺母部件406和一灯/插塞部件410。如图17A中最佳看到的，部件410具有一包括一对径向延伸凸缘414的主模制体412，一环形凸台416，及一旋钮420。一环形槽418形成在凸台416中并安装石英管402的上部开口端。在凸台416底端形成一位置与压紧螺母部件406相邻的环形楔状部分419。一光导管422以压紧配合固定在旋钮420的开口中。如图所示，光导管422由紫外线灯424照射。
压紧螺母部件406包括一带有内螺纹428的螺母426，该内螺纹428可螺纹安装到凸台416上相应的外螺纹429上。一环形弹性体过度模制密封件430环绕螺母426的底部。密封件430的截面为U形，具有径向内侧和外侧沿口432和434。内部径向密封沿口432与石英管402和凸台416形成密封。当压紧螺母部件406拧到凸台416上时，压紧螺母426压在环状楔形部分419上，在其间形成一流体密封。当紫外线灯部件280卡口安装到盖组件290中时，外部径向沿口434与罐组件300口部中的密封表面320形成密封(见图13E)。一截面为V形的弹性体垫圈408设置在插塞本体412与灯424之间以固定灯424。
图18B示出用于紫外线灯组件280′的一可替换的实施例，该紫外线灯组件280′在结构上与紫外线灯组件280相似，不同之处在于压紧螺母426。与分离的O型圈432′和434′相结合，使用了一密封件430′，而不是使用具有内侧和外侧沿口432和434的弹性体密封件430。在密封件430′中形成L形台阶，以将O型圈432′和434′固定到位。
一对电端子436设置在形成于凸缘414中的径向延伸槽438中。端子436通过细丝446和450与紫外线灯424电联接。垂直于槽438延伸的是进入槽440，该进入槽440允许细丝446和450进入而低温焊接到各端子436上。当紫外线灯部件280卡口安装到盖组件290中时，端子436上暴露的径向端部442与夹片350的弯曲接触部分354电联接。
参照图12A-C及图16和18A，紫外线灯组件280通过移开灯盖18并将紫外线灯组件280卡口安装在盖组件290中而安装。承载端子436的凸缘414与盖组件290中的槽376和378对齐。紫外线灯组件280下降到盖组件290和罐组件300中。压紧螺母406的外部径向沿口434与罐组件300的密封表面320接触。旋钮420旋转90°，凸缘414压在轧制凸缘372和374的底侧，直到接触固定夹片壁380和334。此时，盖组件290的夹片350的弯曲接触部分354与紫外线灯组件280上端子436的径向端部442电联接，从而起动紫外线灯414。依次地，光导管422发光，向用户显示紫外线灯组件280已正确安装和运行。同时，紫外线灯组件280通过卡口安装件295锁定到位，并由罐组件300的密封表面320密封。然后灯盖18可安装到盖组件290的外部。光导管422延伸穿过灯盖18中的孔282。由于光导管422是紫外线灯组件280替换件的一部分，因此光导管422随紫外线灯组件280的每一次改变而更换。因而由高能紫外线照射而导致的光导管422的褪色在WTS单元10的设计中不用过多考虑。
图19A-F中示出导管组件40。导管组件40由一底部导管半部500和一包括一导管504的顶部导管半部502构成。底部和顶部导管半部500和502联接在一起而在其间形成一系列三通，这些三通与导管504一起，使WTS单元10的各种主要部件相互之间流体联通。这些管路包括一导管入口管路506，一导管出口管路510和一紫外线分系统管路512。入口管路506在龙头分流器阀组件28与过滤分系统30之间联接。紫外线分系统管路512将过滤分系统30的出口与紫外线分系统32的入口联接起来。导管504将紫外线分系统32的出口联接到水管组件34。出口管路506将水从水管组件34返回到龙头分流器阀组件28。
导管入口管路506将一入口筒夹组件514联接到一导管螺纹套516上。螺纹套516与过滤器组件66上的入口管路82联接。如图3中看到的，设置一鸭嘴形阀组件518用于防止水从紫外线灯组件280回流到过滤器组件66中。紫外线分系统管路512在螺纹套520和导管螺纹套522之间延伸。螺纹套522连接到紫外线罐组件300的入口弯头308上。在与出口弯头310相联的导管504的上部自由端设置了一类似的螺纹套524。在导管组件40底侧及导管504另一端设置了一螺纹套528。螺纹套528固定到水管组件34的一入口上。水管组件34的出口与导管40上的水管出口螺纹套530联接。螺纹套530用作出口管路510的入口。在导管组件40底部设置三个螺纹凸台534，用于安装连接流量监测组件16和导管40的紧固件610(图20)。
几何上，导管组件40一般具有一底部平面部分536，一对角上升部分540及一上部平面部分542。当紫外线罐302安装到导管组件40顶部时，一位于上部平面部分542上的紫外线分系统环形固定壁538辅助对罐组件300进行对中和固定。由于过滤分系统30在高度上大于紫外线分系统32，这种双平面导管结构的使用允许在上部平面部分542下方和设置水管组件34的流量监测组件16上方形成一空间包层54。这种双平面导管结构使WTS单元在尺寸上更紧密，这对于尺寸有限的工作台面来讲是很重要的。另外，由于导管组件40在超声焊接在一起后一般是整体的，不需要松散的软管来联接WTS单元10的部件。因此，一个普通的WTS单元10的用户能够相对容易地更换部件，而不用变动任何软管。导管组件40通过两个凸台544螺纹联接到过滤器箱体70底部的凸台83上，在两安装耳546处联接到支承板26上。
参照图19E-F，散热支承板26具有一弧形部分560和一平面部分562。弧形部分560适于与罐组件300并置(图4)。位于支承板26上的径向延伸叶片564提供了一个大的表面积将热量散发到大气中。由紫外线灯组件280产生的热量传导到管或罐302，然后传导到弧形部分560。弧形部分560将热量传导到叶片564，叶片564很容易将热量发散到大气中。弧形部分560和罐组件300以大约180°并置。可以设想，根据所需的散热量，该接触区域可在45°-270°之间延伸。
如图19F所示，支承板26具有一对孔568，用于安装螺纹紧固件570，以连接导管40。支承板26还具有一对孔572，用于安装紧固件，该紧固件还与位于过滤器箱体70背部的一对螺纹凸台74，以及安装架44中的两个垂直间隔的对应孔连接。一PC板安装槽54形成在平面部分562中，用于固定PC板42的垂直边缘。盖组件290还在两个螺纹孔294处由紧固件292螺纹紧固到支承板26上(图11)。最后，盖组件290的凸缘396(图16)同样由槽574固定。因此，支承板26同时向WTS单元10提供了重要的结构支承和热量发散能力。
图3、4和20中示出流量监测组件16。如前所述，流量监测组件16用作WTS单元10的底座。流量监测组件16包括一底部箱体602，一底部箱体盖604，一电池盖606，和一电池座608，紧固件610，水管组件34和监测器22。水管组件34和监测器22固定在底部箱体602中。在底部箱体602中设置一水管安装孔612和固定带614用于固定水管组件34。相似地，位于底部外箱体盖604顶部的四个支承肋616向监测器22提供了底部支承。三个紧固件610穿过三个位于底部箱体盖604中的带孔凸台620，用于将流量监测组件16紧固到导管组件40的螺纹凸台534上。类似的另外四个紧固件610穿过位于底部箱体盖604中的凸台621，直接连接到位于底部箱体602底部的螺纹凸台(未示出)上。
水管组件34具有一入口624和一出口626。流过水管组件34的水流转动一叶轮，该叶轮将水流信息电子传送到监测器22。入口624从导管螺纹套526接收水并将水返回到导管出口管路510的螺纹套530，而从WTS单元10中排出。
监测器22与紫外线灯组件280、水管组件34和电池座608电联接。WTS单元10的状态信息由监测器22显示。一覆盖标签618盖住监测器22。由于导管组件40的独特的双平面结构，在导管组件40的上部平面部分542下方形成包层54。包层54在图4中最佳地示出。
前部和后部外箱体12和14形成了环绕WTS单元10的其它主要部件夹住的夹钳外箱体。参照图3，位于后部外箱体14左后侧的带孔凸台650允许紧固件(未示出)连接到位于前部外箱体12中的相应凸台652上。
注意图2，带孔凸台654允许紧固件固定到形成于过滤器箱体70上的带螺纹凸台85上(图7B)。
尽管在前面的说明中已经结合其某些优选实施例对本发明进行了描述，且为了说明的目的陈述了许多细节，但对于本领域技术人员来讲，本发明容许进行修改，且在不脱离本发明的基本原则的情况下，此处所描述的某些其它细节可以作相当大的改变。
权利要求
1.一种用于一使用点水处理系统的紫外线部件的可更换紫外线灯组件，其特征在于，包括一适于机械安装到该紫外线部件上的联接件，上述联接件具有一面向该紫外线部件内部的内表面，和一当上述可更换紫外线灯组件机械安装到该紫外线部件上时可从该紫外线灯组件外部看到的外表面；一固定到上述联接件上的紫外线灯，当上述联接件安装到该紫外线部件上时上述灯容纳在该紫外线部件中；一不可拆除地安装到上述联接件上并由其承载的光导管，上述光导管从上述内表面延伸到上述外表面，其中，上述联接件、上述紫外线灯、和上述光导管形成一体的单元，该单元可作为单一的座体相对于该紫外线组件拆除和更换。
2.如权利要求1所述的紫外线灯组件，其特征在于，上述联接件包括一手柄并限定了一光导管孔，上述光导管装配在上述光导管孔中。
3.如权利要求2所述的紫外线灯组件，其特征在于，上述光导管由一光导材料制成。
4.如权利要求3所述的紫外线灯组件，其特征在于，该水处理系统包括一盖住该紫外线部件的灯盖，该灯限定了一孔，上述光导管适于从上述联接件穿过该灯盖中的该孔延伸，因而当该灯盖安装到该水处理系统上后上述光导管可从外部看到。
5.一种使用点水处理系统，包括一箱体；一安装在上述箱体中的紫外线部件，上述紫外线部件包括一限定了一紫外线灯腔室的紫外线罐；一安装到上述紫外线部件上的可更换紫外线灯座，上述紫外线灯座可作为单独的一体单元相对于该紫外线部件拆除和更换，上述紫外线灯座包括一机械安装到上述紫外线罐上的联接件和一凸入到上述紫外线灯腔室中的灯，上述紫外线灯座还包括一面向上述紫外线灯腔室内部的内表面，一面向上述水处理系统外部的外表面，及一安装到上述紫外线灯座并在上述内表面与上述外表面之间延伸的光导管，因而上述光导管可从该水处理系统外部看到。
6.如权利要求5所述的水处理系统，其特征在于，上述箱体包括一用于将上述紫外线部件封闭在上述箱体中的灯盖，上述灯盖限定了一孔，上述光导管穿过该孔延伸，因而当上述灯盖安装到上述箱体上后上述光导管可从该水处理系统外部看到。
7.如权利要求6所述的水处理系统，其特征在于，上述联接件限定了一光导管孔，上述光导管压紧装配在上述光导管孔中。
8.如权利要求7所述的水处理系统，其特征在于，上述光导管由一光导材料制成。
9.如权利要求8所述的水处理系统，其特征在于，上述联接件包括一轴线，上述光导管同心设置在上述联接件中。
10.一种用于使用点水处理系统的灯，包括一连接器，适于将该灯固定到该水处理系统；一灯管，可密封地安装到该连接器上并从该连接器延伸；一灯外部部分和一灯内部部分，当该内部部分安装到上述水处理系统时，上述灯内部部分是看不见的；以及一光导管，布置在上述连接器内，并在上述内部部分与上述外部部分之间提供照明连通，其中，上述连接器、上述灯管、和上述光导管形成一体的单元，该单元可作为单一的座体拆除和更换。
11.如权利要求10所述的灯，其特征在于该光导管相邻于上述灯管安装，以当上述灯管启动时，该光导管从该灯管穿过基座向该外部部分发射射线。
12.如权利要求10所述的灯，其特征在于上述基座安装到一罐组件以形成一封闭的压力容器。
13.如权利要求10所述的灯，其特征在于上述灯管是一紫外线灯管。
14.如权利要求10所述的灯，其特征在于上述基座包括一电连接器部件。
全文摘要
一种可更换的灯，包括适于机械安装到该紫外线部件上的联接件，上述联接件具有一面向该紫外线部件内部的内表面，和当上述可更换紫外线灯组件机械安装到该紫外线部件上时可从该紫外线灯组件外部看到的外表面；固定到上述联接件上的紫外线灯，当上述联接件安装到该紫外线部件上时上述灯容纳在该紫外线部件中；安装到上述联接件上并由其承载的光导管，上述光导管从上述内表面延伸到上述外表面。其可使紫外线灯组件以一单一的快速运动同时与电源电联接并与紫外线罐组件流体密封，从而避免使WTS单元用户被紫外线照射。
文档编号C02F9/12GK1546388SQ200410034299
公开日2004年11月17日 申请日期1999年7月30日 优先权日1998年7月31日
发明者丹尼斯·J·科尔, 小罗伊·M·泰勒, 小詹姆斯·A·伍达德, 戴尔·阿贝尔埃格, 格雷格·斯奈德, 丹·戈茨, M 泰勒, 斯奈德, 丹尼斯 J 科尔, 斯 A 伍达德, 茨, 阿贝尔埃格 申请人:爱克斯国际商务集团公司