CN101107052A - 化学物进给器 - Google Patents

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Abstract

进给器装置(20)，用于引导处理化学物进入来自游泳池(26)的循环水流中。进给器装置(20)包括具有顶部(42)和底部(44)的箱壳(40)。具有侧壁(72)和开口底部(74)的烟囱状料斗(70)形成顶部(42)的内部。栅格(76)至少部分地关闭料斗的开口底部(74)。栅格(76)包括顶面(78)和底面(80)。一种或多种化学物如次氯酸钙容纳在料斗(70)的侧壁(72)以内并且由栅格(76)的顶面(78)支承。具有底面(84)和侧壁(86)的溶解杯(82)位于底部(44)以内。侧壁(86)包括形成在其中的、具有预定截面积的开口或凹口(88)。底面(84)具有垂直定位成朝向栅格(76)的底面(80)的中心喷口(90)和适于水平引导溶解杯(82)中的流体的偏心喷口(91)。

Description

化学物进给器
技术领域
[01]本发明总体上涉及水处理。尤其是，本发明针对供给器，该供给器用来从游泳池或类似地方将处理化学物引入循环水流中。
背景技术
[02]如果不处理，游泳池水会给细菌、藻类以及其它令人讨厌并可能有害健康的生物提供适于其滋长的环境。于是，定期且持续地处理池水是一种习惯作法，处理化学物以杀死/控制这些生物。
[03]这种处理通常采取的措施是往池水里引入一定量级的氯以有效杀死或控制有害生物。氯的来源可以是液态，或者是固态，然后溶解在池水中。包括在氯的固态来源当中的是次氯酸钙(cal hypo)、二氯异氰尿酸(dichlor)和三氯异氰尿酸(trichlor)。
[04]存在多种进给器以输送来自固态化学片剂及类似物的氯。公知的是，使用一种流动冲刷分配器，也称之为“浮式装置”或“进给器”，来提供化学物的连续释放。浮式装置包括固态化学物并且给池水提供受控暴露量的化学物，这又控制了水冲刷固态化学物的速度从而将氯引入池水中。典型的浮式装置在美国专利4,917,868和美国外观设计专利297,857和309,493中公开了。众所周知，通过可以并入循环系统中的外部进给器来抽出池水，其也提供过滤池水的功能。包括在这些系统当中的是间歇喷射系统、冲刷系统和半间歇性浸没系统。这些系统的例子在美国专利5,932,093、5,928,608、5,441,711、5,427,748、5,419,355、5,384,102、5,133,381和4,208,376以及美国重新发布专利33,861中给出。作为附加背景，美国专利5,112,521和5,004,549公开了多种固态次氯酸钙合成物。
[05]获得合适的处理化学物的溶解和避免不需要的沉淀物或残留物在进给器的设计中引起了难题。特殊难题存在于商用次氯酸钙颗粒的使用，这会产生碳酸钙沉淀物。例如，参考美国专利6,045,706。
发明内容
本发明的一方面是一用来将一种或多种化学物引入流体中的进给器装置，其包括：一箱壳(40)，其具有一入口(28)，流体以一入口流量经由该入口流入所述进给器装置(20)；和一出口(30)，所述流体以一出口流量经由该出口流出所述进给器装置(20)；一料斗(70)，其具有侧壁(72)和至少一开口底部(74)，所述料斗(70)形成所述箱壳(40)的顶部(42)；一栅格(76)，其至少部分地关闭所述开口底部(74)，所述栅格(76)具有顶面(78)和底面(80)，所述栅格(76)和所述料斗(70)适于容纳一种或多种化学物，以便该一种或多种化学物被所述顶面(78)支承并且被所述料斗侧壁(72)容纳；一溶解杯(82)，其至少部分地包围所述料斗(70)和所述栅格(76)的所述底面(80)，所述溶解杯(82)具有一底面(84)和连在其上的侧壁(86)，所述侧壁(86)向上延伸至所述栅格(76)的所述顶面(78)之上，所述底面(84)一中心喷口(90)，该中心喷口(90)与所述入口(28)流体连通，并且朝向所述栅格(76)垂直地取向，所述底面(84)距所述栅格(76)的所述顶面(78)一预定距离地定位，所述侧壁(86)具有一形成在其中的开口(88)，所述开口(88)具有一预定截面积；一流槽(92)，其与所述开口(88)流体相连，所述流槽(92)形成一水平通道(94)，该水平通道(94)具有通道壁(96)和一通道底(98)，所述通道底(98)定位在距所述溶解杯(82)的所述底面(84)一预定距离之上；和一出口腔室(100)，其与所述流槽(92)和所述出口(30)流体连通，所述出口腔室(100)形成所述箱壳(40)的一底部(44)。
[06]本发明的另一方面是一用来将一种或多种化学物引入流体中的进给器装置，其包括：一箱壳(40)，其具有一入口(28)，流体以一入口流量经由该入口流入所述进给器装置(20)；和一出口(30)，所述流体以一出口流量经由该出口流出所述进给器装置(20)；一料斗(70)，其具有侧壁(72)和至少一开口底部(74)，所述料斗(70)形成所述箱壳(40)的顶部(42)；一栅格(76)，其至少部分地关闭所述开口底部(74)，所述栅格(76)具有顶面(78)和底面(80)，所述栅格(76)和所述料斗(70)适于容纳一种或多种化学物，以便该一种或多种化学物被所述顶面(78)支承并且被所述料斗侧壁(72)容纳；一溶解杯(82)，其至少部分地包围所述料斗(70)和所述栅格(76)的所述底面(80)，所述溶解杯(82)具有一底面(84)和连在其上的侧壁(86)，所述侧壁(86)向上延伸至所述栅格(76)的所述顶面(78)之上，所述底面(84)一中心喷口(90)，该中心喷口(90)与所述入口(28)流体连通，并且朝向所述栅格(76)垂直地取向，所述底面(84)距所述栅格(76)的所述顶面(78)一预定距离地定位，所述侧壁(86)具有一形成在其中的开口(88)，所述开口(88)具有一预定截面积，其中，所述溶解杯(82)适于至少暂时地容纳流体，并且所述入口流量选择成使得在所述溶解杯(82)所容纳的流体中产生一中心提升波动部分(112)，所述中心提升波动部分(112)的一部分(118)至少在所述栅格(76)的所述顶面(78)处进入所述料斗(70)，所述中心提升波动部分(112)的所述部分(118)由一圆形截面区域和一高度限定，所述圆形截面区域具有一直径，所述直径和所述高度都根据所述入口流量变化；一流槽(92)，其与所述开口(88)流体相连，所述流槽(92)形成一水平通道(94)，该水平通道(94)具有通道壁(96)和一通道底(98)，所述通道底(98)定位在距所述溶解杯(82)的所述底面(84)一预定距离之上；和一出口腔室(100)，其与所述料斗联接，并与所述流槽(92)和所述出口(30)流体连通，所述出口腔室(100)形成所述箱壳(40)的一底部(44)。
[07]本发明的又一方面是将一种或多种化学物引入流体中的方法，包括以下步骤：按照上文所述预备进给器装置；以入口流量将流体引入进给器装置；使流体的一部分接触一种或多种化学物的一部分，流体的所述部分由圆形截面区域和高度限制，所述圆形截面区域具有直径，并且根据所述入口流量改变所述直径和所述高度。
附图说明
[08]为了解释本发明，附图示出了目前优选的本发明的形式。然而，应当明白，本发明并不局限于附图所示的明确布置和工具，其中：
[09]图1是示范性化学物进给系统的简化示意图，包括本发明的一实施例的进给器装置；
[10]图2是本发明的一实施例的进给器装置的前视轴测图；
[11]图3是图2所示进给器装置的后视轴测图；
[12]图4是图2和图3所示进给器装置的分解图；
[13]图5是沿图2的线5-5截取的进给器装置的剖面图；
[14]图6是本发明的一实施例的溶解杯的俯视轴测图；
[15]图7是图6所示溶解杯的俯视图；
[16]图8是沿图7的线8-8截取的溶解杯的剖面图；
[17]图9是图6-8所示溶解杯的剖面示意图，示出了水流入溶解杯以及由此产生的中央提升波动部分；和
[18]图10是图9所示溶解杯的俯视图，示出了中心提升波动部分的不同直径部分，超出格子的底面以接触由栅格支承的一种或多种化学物。
具体实施方式
[19]参照附图，其中，相同的附图标记表示相同的部件，尤其参照图1，本发明是一种进给器装置20，用于循环系统22中，将水24从池子26循环通过进给器装置。典型地，进给器装置20将包含氯和/或其它化学物的化学溶液引入流过循环系统22的水24中。在循环系统22中，水24进入进给器装置20的入口28并且流出出口30。循环系统22通常包括从池子26中汲取水的池子放水管32和将水返回池子的池子回流管34。通过这些管道的流体由泵36在低压(吸入)侧引向池子放水管32以及在高压侧引向池子回流管34。在泵36的下游，此处可有一系统过滤器38，将从泵中流出的水中的碎屑及类似物过滤掉。因为流体流出进给器装置20的出口30需要真空以从进给器装置中汲取化学溶液，如果进给器装置20位于池子26的水平面以下，就可以在进给器装置出口的下游安装一任选的文丘管系统39(见虚线)以从进给器装置中抽出化学溶液。如果使用文丘管系统39，就在文丘管系统的前面以部分关闭状态设置阀门V，如球阀或闸阀，从而产生压差，这样，流体被迫通过文丘管系统回路。
[20]图2-4示出了本发明的进给器装置20的一实施例。进给器装置20由大致圆柱形箱壳40界定，该箱壳具有顶部42和底部44。顶、底部42和44连接起来界定出正面46、背面48、右侧面50和镜像左侧面(未示出)。此外，顶部42包括可移动盖子52，底部44包括底面54。尽管示出的箱壳40是具有大致卵形或椭圆形的截面形状，但是，本领域技术人员应当意识到，许多替代截面形状是可接受的。在一实施例中，进给器装置20的所有元件都是用塑料制成的。当然，可以使用任何适用于游泳池水和游泳池水处理化学物的材料。
[21]盖子52具有柄部56和铰链部58。当连在顶部42上时，柄部56位于正面46上，铰链部58位于背面48上。在顶部42和底部44连接的地方形成了圆周接缝60。沿着正面46在底部44的接缝60处形成正面槽62，沿着背面48在底部44的接缝处形成背面槽64。如图4最好示出的，正面、背面槽62和64分别有利于顶、底部42和44的分离。在底部44上沿着背面48形成了入口28和出口30。流体以入口流量经由入口28流入进给器装置20，以出口流量经由出口30流出进给器装置。
[22]现在参照图5，其示出本发明的进给器装置20的一实施例的内部结构，具有侧壁72和开口底部74的烟囱状料斗70形成顶部42的内部。栅格76至少部分地关闭料斗70的开口底部74。栅格76包括顶面78和底面80。一种或多种化学物如次氯酸钙容纳在料斗70的侧壁72以内并且由栅格76的顶面78支承。溶解杯82，其也在图6-8中示出，位于底部44以内邻接接缝60。溶解杯82包括与侧壁86相连的底面84。侧壁86向上延伸超出栅格76的顶面78，至少部分地包围邻接接缝60和栅格76的料斗70的一部分。侧壁86包括形成在其中的开口或凹口88。典型地，开口88具有预定截面积。底面84具有中心喷口90和偏心喷口91，中心喷口90与入口28流体连通并且垂直定位成朝向栅格76的底面80，偏心喷口91与入口28流体连通并且适于水平引导溶解杯82中的流体。在一实施例中，流体流过中心喷口90的流量与流过偏心喷口91的流量大致相同。在另一实施例中，流入喷口90和91的流体流量不同。典型地，流槽92与开口88流体连通并且可以作为溶解杯82的一部分整体成型。如图6-8最好示出的，流槽92由具有通道壁96和通道底98的水平通道94界定。如图9最好示出的，典型地，通道底98定位成超出溶解杯82的底面84一预定距离A。再次参照图5，在箱壳40的底部44中形成出口腔室100并且与流槽92和出口30都流体连通。为了防止固态物在出口腔室100的内部结垢或堆积，典型地，出口腔室具有大致垂直的侧壁102。
[23]仍然参照图5，在一实施例中，进给器装置20的底部44具有紧急截流阀组件104，该组件与管道106，例如塑料管或导管，以及入口28都流体连通。管道106与中心喷口90以及偏心喷口91都流体连通。底部44也具有排水浮动组件108，该组件可操作地连接排水、回流阀组件110，该组件与出口30流体连通。
[24]如图5的箭头所示，运转时，水24从池子26流过入口28经由紧急截流阀组件104进入进给器装置20。如果水24流过入口28的流量比流过出口30的水的流量要大，那么紧急截流阀组件104就阻止多余的水通过入口流入进给器装置20中。然后，水24从紧急截流阀组件104经由管道106流向中心喷口90和偏心喷口91并且流入溶解杯82。如图9所示，从中心喷口90流入溶解杯82的水24在溶解杯82容纳的流体114中产生了中心提升波动部分112。中心提升波动部分112接触料斗70中的一种或多种化学物116从而使该一种或多种化学物溶解成流体。典型地，该一种或多种化学物116包括氯成分。来自偏心喷口91的水被水平引入流体114中以有助于确保流体的充分混合从而减少溶解杯82内的固态物的堆积量。一旦流体114的高度升至侧壁86上的开口88处，流体就流入形成流槽92中的水平通道94中。流槽92将流体114引向出口腔室100。随着出口腔室100中的流体高度的升高，排水浮动组件108就升高从而打开排水、回流阀组件110的排水阀(未示出)。典型地，排水、回流阀组件110也具有回流阀(未示出)，例如球形节流阀以阻止流体回流至出口腔室100中。流体114经由出口30从出口腔室100中排出，利用泵36或文丘管系统(未示出)经由循环系统22的池子回流管34流向池子26。
[25]现在参照图9和10，由水24溶解的一种或多种化学物116的量以及氯或其它化学物在流体114中的浓度取决于中心提升波动部分112的部分118，该部分超出栅格76的顶面78从而接触该一种或多种化学物。部分118具有直径B和高度C。水24中溶解的一种或多种化学物116的量以及氯或其它化学物在流体114中的浓度随着直径B和高度C的增加而增大。
[26]多种因素影响直径B和高度C的尺寸，包括溶解杯82的容积、开口88的截面积、从顶面78量至底面84的距离D以及进入溶解杯的流量，例如入口流量。在那些因素中，典型地，溶解杯82的容积和从顶面78量至底面84的距离D是在制造过程中设定的并且因此是常量或者对特定进给器装置20而言是不变的。在第一实施例中，溶解杯82的容积大约为35-40立方英寸，从顶面78量至底面84的距离D大约为1-1.5英寸。典型地，开口88的截面积也是在制造过程中基于预期入口流量设定的。对第一实施例而言，典型地，开口88的截面积是每1加仑/分钟(gpm)的进口流量为1平方英寸。这样，对1gpm的流量而言，开口88的截面积为1平方英寸。因此，使用过程中，由水24溶解的一种或多种化学物116的量以及氯或其它化学物在流体114中的浓度可通过只改变入口流量来进行控制。
[27]如图10所示，对第一实施例而言，典型地，入口流量的变化范围是0.2-1.05gpm，这取决于部分118的期望直径B。下表示出了入口流量以及由此产生的部分118的直径，从a到h：
    入口流量(gpm)     部分118的直径B(英寸)
    a     0.3     0.625
    b     0.4     1.0
    c     0.5     1.25
    d     0.6     1.45
    e     0.7     1.75
    f     0.8     2.25
    g     0.9     2.5
    h     1.0     2.75
[28]使用时，随着入口流量的变化，直径B和高度C也自动发生变化从而增加或减少溶解入流体114中的一种或多种化学物116的量。
[29]本发明的进给器装置20提供了超越现有技术装置的优势，其在于它不增压。因此，制造公差更加放宽从而降低成本、提高装置的综合质量。
[30]本发明的进给器装置20具有简化机理以随着流量的增加来增加化学物与水的接触。流槽92的开口88设为使溶解杯82内的水平面产生期望的提升从而达到期望的输出范围目标。这就有能力接触宽范围体积的化学物，从而有能力直接改变流体114中的化学物的浓度。接触栅格76上的化学物部分的能力给了进给器装置20低端浓度范围。在很多时候，随着流体增多，典型地，增加约0.5gpm，栅格76的顶面78就完全被覆盖，并且，溶解杯82中的高度不断升高且开始在料斗70中升高。料斗70中接触的更大体积的化学物带来了高端浓度范围。
[31]本发明的进给器装置的另一优势是，在溶解杯82中使用偏心水平定位喷口91以搅拌不溶物并且使它们处于悬浮状态，这样，它们随流体114流入进给器装置20的底部44并且不停留在溶解杯中。
[32]进给器装置20也设计成防止化学物在底部44的侧壁102上的堆积。底部44和出口腔室100具有陡峭的侧壁102以防止化学残渣聚积在底部。
[33]尽管本发明关于示范性实施例进行了描述和图示，但是，本领域技术人员应当理解，在不背离本发明的本质和范围的条件下，可以作出这样和那样的上述和各种其它的变化、省略和添加。

Claims (9)

1.进给器装置(20)，其用于将一种或多种化学物引入一流体中，其包括：
一箱壳(40)，其具有一入口(28)，流体以一入口流量经由该入口流入所述进给器装置(20)；和一出口(30)，所述流体以一出口流量经由该出口流出所述进给器装置(20)；
一料斗(70)，其具有侧壁(72)和至少一开口底部(74)，所述料斗(70)形成所述箱壳(40)的顶部(42)；
一栅格(76)，其至少部分地关闭所述开口底部(74)，所述栅格(76)具有顶面(78)和底面(80)，所述栅格(76)和所述料斗(70)适于容纳一种或多种化学物，以便该一种或多种化学物被所述顶面(78)支承并且被所述料斗侧壁(72)容纳；
一溶解杯(82)，其至少部分地包围所述料斗(70)和所述栅格(76)的所述底面(80)，所述溶解杯(82)具有一底面(84)和连在其上的侧壁(86)，所述侧壁(86)向上延伸至所述栅格(76)的所述顶面(78)之上，所述底面(84)一中心喷口(90)，该中心喷口(90)与所述入口(28)流体连通，并且朝向所述栅格(76)垂直地取向，所述底面(84)距所述栅格(76)的所述顶面(78)一预定距离地定位，所述侧壁(86)具有一形成在其中的开口(88)，所述开口(88)具有一预定截面积；
一流槽(92)，其与所述开口(88)流体相连，所述流槽(92)形成一水平通道(94)，该水平通道(94)具有通道壁(96)和一通道底(98)，所述通道底(98)定位在距所述溶解杯(82)的所述底面(84)一预定距离之上；和
一出口腔室(100)，其与所述流槽(92)和所述出口(30)流体连通，所述出口腔室(100)形成所述箱壳(40)的一底部(44)。
2.如权利要求1所述的进给器装置(20)，其特征在于，所述溶解杯(82)适于至少暂时地容纳流体，并且所述入口流量选择成使得在所述溶解杯(82)所容纳的流体中产生一中心提升波动部分(112)。
3.如权利要求2所述的进给器装置(20)，其特征在于，所述中心提升波动部分(112)的一部分(118)至少在所述栅格(76)的所述顶面(78)处进入所述料斗(70)，所述中心提升波动部分(112)的所述部分(118)由一圆形截面区域和一高度限定，所述圆形截面区域具有一直径，所述直径和所述高度都根据所述入口流量变化。
4.如权利要求1所述的进给器装置(20)，其特征在于，所述底面(84)具有一偏心喷口(91)，该偏心喷口(91)与所述入口(28)流体连通，并且适于在所述溶解杯(82)中水平地引导流体。
5.如权利要求1所述的进给器装置(20)，其特征在于，所述出口腔室(100)包括大致垂直的侧壁(102)。
6.如权利要求1所述的进给器装置(20)，其特征在于，所述装置(20)没有增压。
7.如权利要求3所述的进给器装置(20)，其特征在于，当所述入口流量约为0.3加仑/分钟时，所述直径约为0.625英寸，更优选地，当所述入口流量约为0.4加仑/分钟时，所述直径约为1.0英寸，仍然更优选地，当所述入口流量约为0.5加仑/分钟时，所述直径约为1.25英寸，仍然更优选地，当所述入口流量约为0.6加仑/分钟时，所述直径约为1.45英寸，仍然更优选地，当所述入口流量约为0.7加仑/分钟时，所述直径约为1.75英寸，还是更优选地，当所述入口流量约为0.8加仑/分钟时，所述直径约为2.25英寸，仍然更优选地，当所述入口流量约为0.9加仑/分钟时，所述直径约为2.5英寸，还是更优选地，当所述入口流量约为1.0加仑/分钟时，所述直径约为2.75英寸。
8.如权利要求1所述的进给器装置(20)，其特征在于，还包括改变被流体接触的一种或多种化学物的量的部件。
9.如权利要求1所述的进给器装置(20)，还包括防止一种或多种化学物附在所述出口腔室(100)上的部件。
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