一种明渠式紫外线消毒设备论文和设计-蔡同文

全文摘要

本实用新型公开了一种明渠式紫外线消毒设备，包括灯架和设于所述灯架上的清理装置；所述灯架包括架杆、与所述架杆可拆卸连接的灯管及罩设于所述灯管上的管套；所述清理装置包括可来回动作的清理轮和用于供所述清理轮来回动作的清理杆；所述清理轮包括可来回动作的扇叶、用于改变所述扇叶的倾斜方向的第一转向结构及与所述第一转向结构相配合的第二转向结构；本实用新型通过清理轮、清理杆、扇叶、第一转向结构及第二转向结构的配合设置，从而使得无需安装驱动件即能实现清理轮的往复运动，达到清理套管的目的，起到清理干净、节能减排及降低成本的作用。

主设计要求

1.一种明渠式紫外线消毒设备，包括灯架(1)和设于所述灯架(1)上的清理装置；所述灯架(1)包括架杆(11)、与所述架杆(11)可拆卸连接的灯管(12)及罩设于所述灯管(12)上的管套(13)；其特征在于：所述清理装置包括可来回动作的清理轮(21)、用于供所述清理轮(21)来回动作的清理杆(22)、可来回动作的扇叶(211)、用于改变所述扇叶(211)的倾斜方向的第一转向结构及与所述第一转向结构相配合的第二转向结构。

设计方案

2.根据权利要求1所述的明渠式紫外线消毒设备，其特征在于：所述第一转向结构包括可来回动作的转向环(23)、用于传动连接所述转向环(23)和所述扇叶(211)的转向传动组件及与所述扇叶(211)相配合的限位组件。

3.根据权利要求2所述的明渠式紫外线消毒设备，其特征在于：所述转向传动组件包括设于所述转向环(23)上的齿部(231)、与所述齿部(231)啮合的第一转向齿轮(24)及与所述第一转向齿轮(24)啮合的第二转向齿轮(25)。

4.根据权利要求3所述的明渠式紫外线消毒设备，其特征在于：所述清理轮(21)包括用于供所述转向环(23)来回动作的环槽(212)、用于供所述第一转向齿轮(24)来回动作的通槽(213)及用于供所述第二转向齿轮(25)来回动作的轮槽(214)。

5.根据权利要求2所述的明渠式紫外线消毒设备，其特征在于：所述第二转向结构包括可来回动作的缓冲杆(31)、用于供所述缓冲杆(31)来回动作的缓冲杆筒(32)、一端作用于所述缓冲杆(31)上的缓冲件及用于使得所述缓冲杆筒(32)和所述架杆(11)之间形成单向止转配合的单向止转组件；所述缓冲件的另一端作用于所述缓冲杆筒(32)上。

6.根据权利要求5所述的明渠式紫外线消毒设备，其特征在于：所述单向止转组件包括与所述缓冲杆筒(32)可拆卸连接的齿环(34)、可来回动作的止转块(35)及一端作用于所述止转块(35)上的复位件(36)，该复位件(36)的另一端作用于所述架杆(11)上。

7.根据权利要求6所述的明渠式紫外线消毒设备，其特征在于：所述架杆(11)包括用于供所述缓冲杆筒(32)来回动作的筒槽(111)、用于供所述止转块(35)来回动作的止转槽(112)及用于供所述齿环(34)来回动作的齿环槽(113)。

8.根据权利要求6所述的明渠式紫外线消毒设备，其特征在于：所述架杆(11)还包括与所述清理轮(21)相契合的转向槽(114)、设于所述转向槽(114)上的水流通道(115)及与所述缓冲杆筒(32)可拆卸连接的挡水环(116)。

9.根据权利要求7所述的明渠式紫外线消毒设备，其特征在于：所述转向环(23)上设有与所述缓冲杆(31)相配合的转向块(232)；所述止转块(35)上设有防脱凸沿(351)，所述止转槽(112)上设有与所述防脱凸沿(351)相配合的限位凸沿(117)。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于技术水处理领域，尤其是涉及一种明渠式紫外线消毒设备。

背景技术

在紫外消毒设备的应用中，长期浸在水中使用的石英套管外面会产生污垢，从而降低了紫外线的穿透能力和杀菌能力；为了能保持正常的紫外辐射剂量，就要经常对石英套管进行清洗，去除石英套管表面的污垢以保持石英管的透光率；因此，清洗装置在紫外消毒设备中是必不可少的一部分。

现有的清洗装置多采用驱动件驱动清洗结构来清洗套管，若是长期运行清洗装置，则严重增加了能源消耗，大大提高了设备运行和维护的成本；而若是每隔一段时间才启动一次清洗装置的话，则在清洗装置停止的期间，污垢容易粘附在套管上，再启动清理装置进行清理的话则很难将污垢清理干净。

实用新型内容

本实用新型为了克服现有技术的不足，提供一种清理干净、节能的明渠式紫外线消毒设备。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种明渠式紫外线消毒设备，包括灯架和设于所述灯架上的清理装置；所述灯架包括架杆、与所述架杆可拆卸连接的灯管及罩设于所述灯管上的管套；所述清理装置包括可来回动作的清理轮、用于供所述清理轮来回动作的清理杆、可来回动作的扇叶、用于改变所述扇叶的倾斜方向的第一转向结构及与所述第一转向结构相配合的第二转向结构；通过清理轮、清理杆及扇叶的配合设置，从而使得清理轮在水流的作用下，即能够自行一边转动一边前进，达到清理套管表面污垢的作用，再在第一转向结构和第二转向结构的配合作用下，达到改变扇叶的倾斜方向的作用，从而使得清理轮在水流的作用下又能沿着清理杆反向移动，即实现了清理轮在水流的作用下，自行沿着清理杆做来回往复的移动，无需安装额外的驱动件，大大降低了设备成本，在设备运行中也无需消耗额外的能源，起到了节能减排的作用；由于清理轮持续运行，所以污垢难以粘附在套管上，进而保证了套管的通透，使得紫外线能够更好的穿出套管，起到较好的消毒杀菌的作用。

所述第一转向结构包括可来回动作的转向环、用于传动连接所述转向环和所述扇叶的转向传动组件及与所述扇叶相配合的限位组件；通过上述结构的设置，从而使得扇叶可以转动，达到令清理轮自行来回移动的作用。

所述转向传动组件包括设于所述转向环上的齿部、与所述齿部啮合的第一转向齿轮及与所述第一转向齿轮啮合的第二转向齿轮；通过上述结构的设置，实现了转向环与扇叶之间的传动配合，从而达到了改变扇叶角度的目的，结构简单，配合稳定，故障率低。

所述清理轮包括用于供所述转向环来回动作的环槽、用于供所述第一转向齿轮来回动作的通槽及用于供所述第二转向齿轮来回动作的轮槽；通过上述结构的设置，保证转向传动组件之间能够实现稳定的传动，配合更为稳定。

所述第二转向结构包括可来回动作的缓冲杆、用于供所述缓冲杆来回动作的缓冲杆筒、一端作用于所述缓冲杆上的缓冲件及用于使得所述缓冲杆筒和所述架杆之间形成单向止转配合的单向止转组件；所述缓冲件的另一端作用于所述缓冲杆筒上；通过上述结构的设置，转向环与缓冲杆接触时，两者不会发生过大的碰撞，避免装置的损坏，同时也保证扇叶能被稳定的转向。

所述单向止转组件包括与所述缓冲杆筒可拆卸连接的齿环、可来回动作的止转块及一端作用于所述止转块上的复位件，该复位件的另一端作用于所述架杆上；通过上述结构的设置，使得扇叶完成转向之后，再与缓冲杆接触时不会再收到影响，保证扇叶转向的顺利。

所述架杆包括用于供所述缓冲杆筒来回动作的筒槽、用于供所述止转块来回动作的止转槽及用于供所述齿环来回动作的齿环槽；通过上述结构的设置，保证单向止转组件能够转动，从而使得扇叶能够顺利的转向，实现清理轮的往复运动，达到清理套管的目的。

所述架杆还包括与所述清理轮相契合的转向槽、设于所述转向槽上的水流通道及与所述缓冲杆筒可拆卸连接的挡水环；通过上述结构的设置，保证水流始终能够作用在清理轮上，进而使得清理轮能够顺畅的来回移动。

所述转向环上设有与所述缓冲杆相配合的转向块；所述止转块上设有防脱凸沿，所述止转槽上设有与所述防脱凸沿相配合的限位凸沿；通过上述结构的设置，使得止转块与齿环能够实现稳定的单向止转配合；缓冲杆能够带动转向环转动，达到改变扇叶角度的目的。

综上所述，本实用新型通过清理轮、清理杆、扇叶、第一转向结构及第二转向结构的配合设置，从而使得无需安装驱动件即能实现清理轮的往复运动，达到清理套管的目的，起到清理干净、节能减排及降低成本的作用。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图；

图2为本实用新型的俯视结构示意图；

图3为图2中沿A-A处的立体剖视结构示意图；

图4为本实用新型中清理轮的立体结构示意图；

图5为本实用新型中清理轮的立体剖视结构示意图；

图6为图5中A处的放大示意图；

图7为图2中沿B-B处的立体剖视结构示意图；

图8为图7中B处的放大示意图；

图9为图2中沿C-C处的立体剖视结构示意图；

图10为图9中C处的放大示意图；

图11为本实用新型实施例2中转向传动组件与扇叶的配合立体结构示意图；

图12为图11中D处的放大示意图。

具体实施方式

实施例1：

如图1-10所示，一种明渠式紫外线消毒设备，包括灯架1和清理装置；灯架1包括架杆11、灯管12、管套13、架梁14及把手15；把手螺栓连接在架梁上；在架梁下表面的两端分别螺栓连接了一个架杆；灯管的两端分别与两个架杆电连接，管套罩设在灯管外，且管套的两端分别与两个架杆螺栓连接，起到保护灯管的作用。

具体的，清理装置包括清理轮21、清理杆22、清理刷29、第一转向结构及第二转向结构；清理杆的两端分别螺栓连接在两架杆上，该清理杆的表面开设有外螺纹；清理轮安装在清理杆上，可以沿着清理杆来回移动；清理刷通过魔术贴安装在清理轮上，便于清理刷的安装、拆卸及清洗，该清理刷由塑料材质制成，其上安装有柔软的刷毛(图中未绘出)；清理轮包括扇叶211、轮毂215、轮辐216及轮辋217；轮毂呈环形，安装在清理杆上，其上开设有内螺纹，从而使得轮毂与清理杆之间形成螺接配合；轮辐的一端螺栓连接在轮毂上，多个轮辐沿轮毂的边缘周向均匀安装；轮辋螺栓连接在轮辐的另一端上，使得轮辋能够随着轮毂的移动而移动；扇叶的两端上分别焊接了一根扇轴218，其中一根扇轴与轮毂轴承连接，另一根扇轴与轮辋轴承连接，从而使得扇叶可以来回转动；第一转向结构安装在轮辋上，使得可以改变扇叶的倾斜方向，通过改变扇叶的倾斜方向即能使得清理轮能在水流的作用下改变转动方向；第二转向结构安装在架杆上，与第一转向结构相互配合，达到令扇叶转动以改变扇叶倾斜角度的目的。

具体的，第一转向结构包括转向环23、转向传动组件及限位组件；在轮辋的两侧分别开设了一个环槽212，两转向环即分别安装在两环槽内，可以沿着环槽来回转动；在轮辋内还开设了一个通槽213，该通槽呈环形，沿通槽两侧的内壁均匀开设了多个轮槽214，该轮槽将通槽和环槽连通；转向传动组件包括齿部231、第一转向齿轮24及第二转向齿轮25；扇轴至少部分穿入通槽内，第二转向齿轮键连接在扇轴上，位于环槽内；第一转向齿轮与第二转向齿轮啮合，该第一转向齿轮键连接在一根齿轮轴上，齿轮轴轴承连接在轮槽内；在转向环的内表面上安装了齿部，该齿部与第一转向齿轮啮合，由于转向环仅需转动较小的角度，所以仅在于第一转向齿轮对应的位置安装了齿部，使得加工更为方便，在环槽上还开设了与齿部相对应的齿槽219，便于齿部的转动。

具体的，限位组件包括限位片26、正向限位杆27及反向限位杆28；限位片由位于通槽内的扇轴的端面向上延伸形成；两根正向限位杆呈中心对称的位于限位片的两侧，螺钉连接在通槽的顶面上；两根反向限位杆也呈中心对称的位于限位片的两侧，螺钉连接在通槽的顶面上，且正向限位杆与反向限位杆相互对称安装，从而使得在正向限位杆、反向限位杆及限位片的作用下，扇叶仅能转动一定的角度，使得水流作用在扇叶上，能给予扇叶一个旋转力，从而带动清理轮转动，再在清理杆和轮毂的螺纹配合下，清理轮即能一边旋转一边前进，清理刷与管套接触，即能达到清理管套的目的；优选的，经过多次试验测得，扇叶倾斜的最佳角度为15°～45°，该角度使得水流作用在扇叶上的力足够带动清理轮一边转动一边前进，同时又使得改变扇叶的倾斜角度较为省力；限位杆和限位片的配合使得扇叶能够保持在合适的倾斜角度，保证清理轮能稳定的移动。

具体的，第二转向结构包括缓冲杆31、缓冲杆筒32、缓冲件及单向止转组件；单向止转组件包括齿环34、止转块35及复位件36；在架杆上开设了一个齿环槽113，齿环安装在齿环槽内，可以沿着齿环槽来回转动；齿环呈环状，其内表面向内延伸形成多个均匀布设的凸齿，该凸齿呈直角三角形结构开设；在架杆上开设了一个止转槽112，止转块即安装在止转槽内，可以沿着止转槽上下移动；在止转槽内安装了一个复位件，该复位件为弹簧，一端作用在止转块的下表面上，另一端作用在止转槽的底面上；止转块也呈直角三角形结构开设，位于相邻两凸齿之间，倾斜面与一侧的凸齿的倾斜面相对，竖直面与另一侧的凸齿的竖直面相对，从而使得齿环仅能单向转动；止转块的下表面下外延伸形成了防脱凸沿351，止转槽侧壁的上端向内延伸形成了限位凸沿117，在限位凸沿和防脱凸沿的配合下，使得止转块不会从止转槽内脱出，使得止转块和齿环之间的配合较为稳定。

具体的，缓冲杆筒螺栓连接在齿环上，缓冲杆安装在缓冲杆筒内，可以沿着缓冲杆筒的内壁来回滑动；缓冲件安装在缓冲杆筒内，为一个弹簧，该弹簧一端作用在缓冲杆筒内的底面上，另一端作用在缓冲杆的一端上；在架杆上开设了一个筒槽111，缓冲杆筒即位于筒槽内，当齿环转动时，缓冲杆筒即会沿着通槽移动；在架杆上开设了转向槽114，清理轮正好可以嵌入转向槽内；在转向槽内开设了水流通道115，使得水流可以顺畅的通过，避免清理轮嵌入转向槽内时，水流无法通过而产生阻力，也保证清理轮嵌入转向槽内后，水流能够作用在扇叶上，使得扇叶转向后，水流能够带动清理轮从转向槽内移出；筒槽与转向槽相连通，在转向槽内安装了一个挡水环116将筒槽封闭，避免杂物进入筒槽内，该挡水环可在转向槽内来回转动，挡水环上开设了插接孔，缓冲杆筒即安装在该插接孔内，使得缓冲杆筒能够带动挡水环转动；转向环的外表面向外延伸形成了转向块232。

具体的工作原理为：当水流流经清理轮时，作用在扇叶上，使得扇轴上的限位片紧压在限位杆上，令扇叶保持在倾斜状态，水流作用在扇叶上的力即会使得扇叶有一个偏转的趋势，从而带动清理轮转动，而清理轮转动时，即会在轮毂和清理杆上的内外螺纹配合下，沿着清理杆一边旋转一边移动；在水流的持续作用下，清理轮会加快旋转的速度，起到加速的效果，移动速度和旋转速度都会较快；在清理轮旋转移动的过程中，清理刷会持续作用在管套上，达到清理管套外表面的作用；当清理轮移动到清理杆的一端，嵌入转向槽内时，转向轮即会与缓冲杆相接触，推动缓冲杆压缩缓冲件，防止清理轮对缓冲杆的冲击力过大，避免了各个零部件的损坏，延长了设备的使用寿命；清理轮再转动一定角度后，转向环上的转向块即会与缓冲杆相接触，此时缓冲杆在齿环和止转块的单向止转配合作用下无法转动，即会使得转向环在转向块和缓冲杆的作用下沿环槽转动，从而带动第一转向齿轮转动，进而带动第二转向齿轮转动，与第二转向齿轮相连的扇叶即会转动，改变扇叶的倾斜角度，从而使得水流会给予扇叶一个反向的偏转趋势，带动清理轮反向转动，清理轮即会沿着清理杆反向移动并清理管套，到达清理杆的另一端后，在另一侧的架杆上的第二转向结构的作用下，扇叶即会再次改变方向，从而实现了清理轮的来回往复运动，无需驱动件驱动，方便快捷，省时省力，降低了生产成本和运行成本。

实施例2：

如图11-12所示，本实施例与实施例1的区别在于:转向传动组件包括卷线套41、固线件42及连接线43；固线件螺钉连接在转向环的内表面上，多个固线件沿转向环的内表面周向均匀安装；卷线套安装在扇轴上，与扇轴插接配合；具体的，卷线套的内壁向内延伸形成有两个止转凸部412，在扇轴上开设了两个止转槽413，止转凸部正好嵌入该止转槽内，从而使得卷线套与扇轴形成止转配合；在卷线套上开设了两个卷线槽411，以下称之为上槽和下槽，上槽与清理轮左侧的转向环上的固线件位于同一平面内，下槽与清理轮右侧的转向环上的固线件位于同一平面内；一根连接线的一端与左侧的固线件相连，另一端与上槽相连；另一根连接线的一端与右侧的固线件相连，另一端与下槽相连，本实施例中该连接线为尼龙绳；当左侧的转向环转动时，带动固线件移动，即会将连接线从上槽上拉扯出来，从而带动卷线套转动，进而带动扇叶转动，达到改变扇叶倾斜角度的目的；同时，卷线套的转动又会收卷下槽上的连接线，使得连接线始终保持张紧状态；当右侧的转向环转动时，即会将下槽上的连接线拉扯出来，达到再次改变扇叶的倾斜方向的目的。

设计图

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