本发明涉及消毒装置技术领域，特别是一种具有柱形深紫外消毒辐射源的净水反应器。
背景技术：
紫外线uv，即ultraviolet，为波长在10nm至400nm之间的电磁波。当微生物受到一定剂量的uv照射，其dna(脱氧核糖核酸)和rna(核糖核酸)分子结构将受到破坏——紫外线光的照射会使同股dna分子形成胸腺嘧啶双聚体，使rna形成尿嘧啶二聚体，这些二聚体的形成会阻碍dna成分的正常配对，使dna不能正常阅读与复制，进而改变了dna的结构，使其无法完成正常复制，生长性细胞和再生性细胞的死亡，导致细菌病毒失去繁殖和自我复制的功能。由上述紫外线杀菌机理可得出，紫外线能杀死一切微生物，完成对细菌繁殖体、芽孢、分支杆菌、冠状病毒、真菌、立克次体和衣原体等菌体的有效灭杀。
根据国际紫外线协会的说法“对于水和空气消毒非常重要的紫外线光谱(‘杀菌’区域)是被dna(某些病毒中为rna)吸收的范围，这个杀菌波段大约是200-300nm”。而一般认为265nm是最佳的灭菌波长，因为此波长为dna吸收曲线的峰值，所以uvc(波长介于100-280nm的uv)是最适合用来杀菌的波段，它能够灭活细菌、病毒及其他致病原的dna结构，使其无法完成复制和自我繁殖，完成高效杀菌消毒工作。
就传统而言，人们通常采用汞灯进行短波紫外线消毒，但是汞具有严重的污染性，会产生有害物质，且汞灯的发射光谱是连续的，从紫外到红外都有，杀菌波长占比小、光效低，且存在寿命短、污染环境等缺点。于是，目前人们利用发光二极管(lightemiittingdiode,led)技术，制备出了波长集中于uvc波段的led消毒灯，它具有光效高、杀菌效果好、节能环保、体积小、寿命长等优点，运行安全可靠，可替代传统汞灯应用于水体消毒。
水体的消毒处理就是利用化学和物理方法杀灭水中病原体，防止疾病传染，维护人群健康。与化学消毒法中的投放氧气剂、投加重金属离子等方法相比，作为物理方法的紫外线照射法，具有无需添加任何化学物质、不产生二次污染、杀菌效果好等优点。因此，利用uvcled消毒灯对水体进行紫外线消毒，是当前水体消毒的最佳选择之一。
当前，用于流体消毒的紫外线消毒器的主腔体通常为柱状体，在柱体两端分别设置进水口、出水口，紫外辐射源设置于柱体内壁，流体自进水口进入柱体，经过紫外线辐射源照射后，由出水口流出。这样的设置存在对流体消毒不均匀的问题——当处理大流量流体时容易发生流体短路，即流体直接沿着腔体中心轴线快速通过腔体，缩短了流体接受紫外线辐射源照射的时间，使流体受到的紫外线辐射剂量减少，导致消毒不彻底。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是：提供一种具有柱形深紫外消毒辐射源的净水反应器，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
本发明解决其技术问题的解决方案是：
一种具有柱形深紫外消毒辐射源的净水反应器，包括外壳，所述外壳设置有球形腔体、出水口和入水口，所述出水口、球形腔体和入水口依次连通，所述外壳上安装有若干消毒灯柱，所述消毒灯柱包括柱体和紫外辐射源，所述柱体的一端与外壳连接、另一端穿入球形腔体内，所述紫外辐射源设置于柱体位于球形腔体的端部。
通过上述方案，流体从入水口流入，经球形腔体后从出水口流出，流体在球形腔体内流动时，消毒灯柱可以调节控制流体的运动轨迹，使流体发生偏转，降低流体速度等作用，紫外辐射源设置于球形腔体内部使紫外辐射源能直接对球形腔体内的进行照射消毒，消毒效果好。
作为上述技术方案的进一步改进，所述紫外辐射源采用uvc光源。
作为上述技术方案的进一步改进，所述uvc光源的波段范围在100nm至280nm之内。
作为上述技术方案的进一步改进，所述出水口与入水口分别设置于球形腔体相对的两端，所述出水口的轴线与入水口的轴线向重合，至少一个所述紫外辐射源设置于出水口的轴线上并且设置于球形腔体的中心。
作为上述技术方案的进一步改进，所述消毒灯柱设置有三个。
作为上述技术方案的进一步改进，所述消毒灯柱还包括连接件，所述连接件设置为阶梯状的柱体或梯形台状结构，所述连接件横截面较小的一端与柱体连接，所述外壳上开设有与连接件配合的安装孔。
作为上述技术方案的进一步改进，所述连接件设置有密封圈，所述密封圈的外周面与安装孔的内壁抵接。
作为上述技术方案的进一步改进，所述球形腔体的内表面涂覆有光催化材料涂层。
作为上述技术方案的进一步改进，所述光催化材料设置为二氧化钛。
作为上述技术方案的进一步改进，所述球形腔体的内表面涂覆有朗伯散射涂层。
本发明的有益效果是：流体从入水口流入，经球形腔体后从出水口流出，流体在球形腔体内流动时，消毒灯柱可以调节控制流体的运动轨迹，使流体发生偏转，降低流体速度等作用，紫外辐射源设置于球形腔体内部使紫外辐射源能直接对球形腔体内的进行照射消毒，消毒效果好。
本发明用于消毒装置技术领域。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。
图1是本发明实施例的局部剖视结构示意图；
图2是本发明实施例的消毒灯柱的整体结构示意图；
图3是本发明实施例的消毒灯柱的连接件的结构示意图。
图中，100、外壳；110、球形腔体；120、入水口；130、出水口；200、消毒灯柱；210、连接件；220、柱体；230、紫外辐射源。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。
参照图1至图3，一种具有柱形深紫外消毒辐射源的净水反应器，包括外壳100，外壳100设置有球形腔体110、入水口120和出水口130。入水口120、球形腔体110和出水口130依次连通，入水口120和出水口130分别设置于球形腔体110相对的两端，入水口120的轴线和出水口130的轴线相互重合。
球形腔体110的大小尺寸可根据具体工程实施所需的大小进行选择。优选的，可在球形腔体110内表面涂有朗伯散射材料，次之，也可在球形腔体110内表面涂有增强消毒效果的光催化材料(例如在辐射源照射下产生具有消毒效果的材料)以及光滑涂层。球形腔体110的内表面涂有光滑涂层，以防止流体产生积垢停留在球形腔体110内，减少球形腔体110内紫外光线的反射。球形腔体110的内表面涂有反射比接近1的材料，且具有朗伯散射的性质，优选的采用聚四氟乙烯(ptfe)、涂有氟化镁保护层的铝。保证球形腔体110中实际上流体经过的轨迹都可被紫外光线反复照射n次(n>＝1)。球形腔体110的内表面还涂有在紫外光线照射下产生消毒作用的材料，例如二氧化钛等。外壳100上开设有阶梯状的安装孔。
入水口120和出水口130处的外壳100分别设置有用于与其他物件连接的内螺纹和外螺纹。
外壳100上安装有三个消毒灯柱200，其可用于调节控制流体杀毒效果，以及可作为调节控制流体流动轨迹形式。消毒灯柱200包括连接件210、柱体220和紫外辐射源230，连接件210、柱体220和紫外辐射源230依次连接，连接件210为台阶状柱体220，连接件210外径较大的外周面连接有密封圈。连接件210和紫外辐射源230分别设置于柱体220相对的两端，连接件210较小的一端与柱体220连接。
连接件210以及柱体220采用3d打印形成，材料优选的采用陶瓷(氧化锆等)。任选的，紫外辐射源230可提前与柱体220集成，再将消毒灯柱200置入球形腔体110，同时通过密封圈将柱形消毒灯柱200固定，以及防止漏水。
紫外辐射设置于柱体220远离连接件210的一端，可以减小球形腔体110的球中心流体与紫外辐射源230的直接距离，避免部分少数流体直接通过球中心轴线直接流出球形腔体110，导致出现消毒不均匀的情况。三根消毒灯柱200可以使球形腔体110中每个流动轨迹上的流体接受到足够、均匀的紫外辐射剂量。其中一个紫外辐射源230近似处于球形腔体110的中心，该紫外辐射源230的功率最大，增大该紫外辐射源230功率能达到最大消毒效果。
紫外辐射源230优选采取uvc光源，如无机半导体led紫外灯和有机oled紫外灯，波段范围在100nm～280nm，具体特指为240nm～280nm范围内。任选的，可采取低、中压紫外线灯。led响应启动速度快，在纳米级时间即可达到正常紫外辐射输出，且根据现有技术实验证明，led在水和油等流体消毒应用中，比其他紫外灯具有更高的安全系数性能。优选的，位于消毒灯柱200局部的紫外辐射源230将通过安装覆盖该局部位置与流体接触的整个该局部表面。
球形腔体110与柱形消毒灯柱200集成，在生产球形腔体110的时候预留足量用于安装消毒灯柱200的安装孔，紫外辐射源230与外接电源相接。球形腔体110内流体本身就可作为散射器进行使用，通过流体在球形腔体110内不断流动，紫外辐射源230芯片高热量将会通过扩散运动传输至低热量的流体，使紫外辐射源230保持在正常工作的稳定环境下，并通过多根消毒灯柱200照射范围的叠加，增加整体球形腔体110的消毒均匀性与提高照射剂量。保证紫外辐射源230布置的位置可被允许在球形腔体110中实际上流体经过的轨迹都可被紫外光线照射n次(n>＝1)。
以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
技术特征：
1.一种具有柱形深紫外消毒辐射源的净水反应器，其特征在于：包括外壳(100)，所述外壳(100)设置有球形腔体(110)、出水口(130)和入水口(120)，所述出水口(130)、球形腔体(110)和入水口(120)依次连通，所述外壳(100)上安装有若干消毒灯柱(200)，所述消毒灯柱(200)包括柱体(220)和紫外辐射源(230)，所述柱体(220)的一端与外壳(100)连接、另一端穿入球形腔体(110)内，所述紫外辐射源(230)设置于柱体(220)位于球形腔体(110)的端部。
2.根据权利要求1所述的一种具有柱形深紫外消毒辐射源的净水反应器，其特征在于：所述紫外辐射源(230)采用uvc光源。
3.根据权利要求2所述的一种具有柱形深紫外消毒辐射源的净水反应器，其特征在于：所述uvc光源的波段范围在100nm至280nm之内。
4.根据权利要求1所述的一种具有柱形深紫外消毒辐射源的净水反应器，其特征在于：所述出水口(130)与入水口(120)分别设置于球形腔体(110)相对的两端，所述出水口(130)的轴线与入水口(120)的轴线向重合，至少一个所述紫外辐射源(230)设置于出水口(130)的轴线上并且设置于球形腔体(110)的中心。
5.根据权利要求1所述的一种具有柱形深紫外消毒辐射源的净水反应器，其特征在于：所述消毒灯柱(200)设置有三个。
6.根据权利要求1所述的一种具有柱形深紫外消毒辐射源的净水反应器，其特征在于：所述消毒灯柱(200)还包括连接件(210)，所述连接件(210)设置为阶梯状的柱体(220)或梯形台状结构，所述连接件(210)横截面较小的一端与柱体(220)连接，所述外壳(100)上开设有与连接件(210)配合的安装孔。
7.根据权利要求6所述的一种具有柱形深紫外消毒辐射源的净水反应器，其特征在于：所述连接件(210)设置有密封圈，所述密封圈的外周面与安装孔的内壁抵接。
8.根据权利要求1所述的一种具有柱形深紫外消毒辐射源的净水反应器，其特征在于：所述球形腔体(110)的内表面涂覆有光催化材料涂层。
9.根据权利要求8所述的一种具有柱形深紫外消毒辐射源的净水反应器，其特征在于：所述光催化材料设置为二氧化钛。
10.根据权利要求1所述的一种具有柱形深紫外消毒辐射源的净水反应器，其特征在于：所述球形腔体(110)的内表面涂覆有朗伯散射涂层。
技术总结
本发明公开了一种具有柱形深紫外消毒辐射源的净水反应器，包括外壳，所述外壳设置有球形腔体、出水口和入水口，所述出水口、球形腔体和入水口依次连通，所述外壳上安装有若干消毒灯柱，所述消毒灯柱包括柱体和紫外辐射源，所述柱体的一端与外壳连接、另一端穿入球形腔体内，所述紫外辐射源设置于柱体位于球形腔体的端部。流体从入水口流入，经球形腔体后从出水口流出，流体在球形腔体内流动时，消毒灯柱可以调节控制流体的运动轨迹，使流体发生偏转，降低流体速度等作用，紫外辐射源设置于球形腔体内部使紫外辐射源能直接对球形腔体内的进行照射消毒，消毒效果好。本发明用于消毒装置技术领域。
技术开发人、权利持有人：范冰丰;洪泽楷;吴任凯;叶俊;张浩斌
