CN1081947C - 流体处理系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种流体处理系统，包括一个或多个排列在处理区内的辐照区中的辐射源，要处理的流体通过处理区并接受辐照。辐照区有一个闭合的横截面以将流体保持在距辐射源预定的最大距离之内。优选辐照区包括一个减小的垂直于流体流动方向的截面，从而可以提高流体流过辐照区时的速度。这样使得流体以较低的速度进入处理区而以较高的速度通过辐照区，再以较低的速度流出处理区，以尽量减少整个系统的压头损失。进入处理区的流体在进入辐照区之前先通过截面面积减少的进口过渡区，且出辐照区的流体通过一个截面面积增加的出口过渡区。每个过渡区都设计成当流体流速增加或减少时降低压头损失。在辐照区，辐射源被安装在辐射组件上，辐射组件的排列方式提高了维修的便利。辐射组件也可以拥有清洗组合件，当辐射源在辐照区中时清洗组合件能够原位清除污染辐射源的物质。

Description

流体处理系统和方法

技术领域

本发明涉及一种通过将重力进料流体物流供入到一个辐照区的流体处理的方法，该辐照区包括至少一个辐射源并具有一个闭合的截面以将流体物流限制在距所述至少一个辐射源的预定最大的距离之内。

本发明也涉及一种清洗位于流体物流中的辐射源组合件(radiation source assembly)的新方法，其中辐射源的外面使用包括一种合适的清洗流体的清洗部件清扫。

本发明还涉及一种通过将流体暴露于辐射而处理流体的新系统。具体地说，本发明涉及一种新颖的用于流体处理的重力进料系统，它包括一个处理区，处理区又包括一个相对于辐射源其构型可提供固定流体形状的辐照区。

本发明还涉及一种用于流体处理系统的新颖辐射源组件(radiation source module)。具体地说，该组件包括连接到支撑部件上的一个或多个辐射源组合件，且支撑部件设计成可使得当系统正在使用时，也可将该组件插入处理系统中和从中取出。该组件被设计成当辐射源组合件被安装或移出时不与该系统处理区中的各个表面接触。

本发明还涉及用于流体处理系统的一种新颖的清洗装置。具体地说，该清洗装置包括一个或多个可以清洗流体处理系统内的辐射源组合件的外表的清洗部件，这些清洗部件中含有合适的清洗流体，清洗流体与辐射源组合件的外表接触，松动和/或清除污染辐射源组合件外表的物质。

背景技术

流体处理系统是众所周知的。例如，USP4,482,809、4,872,980和5,006,244(转让给本发明受让者，其每一份的内容在此都作为参考文献)都描述了使用紫外辐射(UV)的重力进料流体处理系统。

这些系统都包括一排UV灯架，其中包括几个UV灯，每个UV灯都装在灯架的两个支撑臂之间的套内。灯架浸没在要处理的流体中，需要时进行辐照。流体受到的辐射量通过流体接近于灯的程度、灯的输出功率以及流体通过灯时的流动速度确定。使用一个或多个UV传感器检测灯的UV输出，在某种程度上，一般通过液面阀或类似装置在处理装置下游控制流体液面。在重力进料系统中，由于在较高的流动速度下难以精确地控制液面，因此，流体液面的波动是不可避免的。这样的波动可能导致处理的流体辐照不均匀。

然而，上面描述的系统中存在各种缺点。依据处理的流体的特性，环绕各UV灯的套会周期性地被外来物质污染，抑制了其将UV辐射传到流体的能力。当套被污染后，必须进行人工清洗以清除污染物质，其清洗间隔可以根据以往的操作数据确定，也可以通过UV传感器进行测量确定。

如果这些UV灯架用于一个开放的类似渠的系统中，当系统连续操作时，可以移出一个或多个架，并且将移出的架浸泡在合提供富余的或备用的UV辐射源(通常包括额外的UV灯架)以保证当一个或多个架被移出进行清洗时被处理的流体仍然有合适的辐照。当然这需要更多的UV容量，增加安装处理系统的费用。

另外还必须提供和拥有内部可置放UV灯架的含有清洗溶液的清洗槽。依据一次所清洗的灯架的数量和需要清洗的频率，这也可能显著增加处理系统的安装、维护和操作的费用。

如果灯架是一个密闭系统，从流体中移出灯架进行清洗是不现实的。在这种情况下，套的清洗必须通过暂停流体的处理来进行，关闭处理器的进口和出口阀，将处理器整个充满酸性清洗液并用空气搅动流体清除污染物。清洗这样一个密闭处理系统有很多缺点，如清洗进行时，处理系统必须停止，必须使用大量的清洗液充入处理系统内。存在的另一个问题是处理大量的酸性清洗流体是危险的，并且处理大量的用过的清洗流体是困难的和/或昂贵的。当然，开放的流动系统也面临这两个问题，尽管程度稍小一些。

的确，本发明者认为，一旦安装后，以前技术的流体处理系统其最大的维持成本之一通常是辐射源周围套的清洗成本。

上面描述的以前技术系统的另一个缺点是UV灯的输出。不幸的是在以前技术的系统中，UV灯要求是约1.525米(5英尺)长，以提供必要的UV辐射功率。而UV灯易碎，并需要在灯的每一端支撑。这也增加了系统的投资成本。

另外，由于在以前技术的系统中的有限的输出功率，通常需要大量的灯。例如，某种以前技术装置使用9000盏以上的灯。这样大量的灯提高了上述的清洗灯的成本以及维护(更换)灯的成本。

本发明的公开

本发明的一个目的是提供一种通过辐照处理流体的新方法，该方法克服或缓和了至少一个上述的以前技术的缺点。

本发明的另一个目的是供一种新颖的流体处理系统，该系统克服或缓和了至少一个上述的以前技术的缺点。

根据本发明的一个方面，提供了处理流体的方法，包括下列步骤：

(i)将流体的重力进料物流提供到流体进口；

(ii)将流体物流从流体进口提供到包括至少一个辐射源并具有闭合横截面的辐照区；

(iii)将流体物流限制在距至少一个辐射源预定的最大距离之内；

(iv)将流体物流暴露于辐射源的辐照之下；

(v)将第(iv)步的流体物流提供到流体出口。

根据本发明的另一个方面，提供了在流体处理系统中原位从辐射源上清除污染物质的方法，包括下列步骤：

(i)将一种清洗流体提供到清洗室；

(ii)移动清洗室使其与辐射源的至少一部分结触预定的时间，所述清洗室保持所述清洗流体与所述部分接触；和

(iii)在所述预定时间以后，移动所述清洗室脱离与所述辐射源的所述部分的接触。

根据本发明的再一个方面，提供了重力进料流体处理系统，包括：流体进口、流体出口、置于流体进口和流体出口之间的辐照区，辐照区(i)包括至少一个辐射源，和(ii)具有一个闭合的横截面以使待处理的流体限制在距至少一个辐射源组合件预定的最大距离之内。

优选辐照区设置在包括进口过渡区和出口过渡区的流体处理区内。进口过渡区从流体进口接受流体物流并在其进入辐照区之前提高其流速。出口过渡区从辐照区接受流体物流并在其进入流体出口之前降低其流速。因此，流体流速仅仅在辐照区提高，从而降低了流体流过系统的压头损失。本专业技术人员会知道进口过渡区和出口过渡区中的一个或两个都可以由锥型部分构成(如下述)。“铃口”型的进口和出口也可以使用。两种情况下，其结果都是降低了压头损失。

根据本发明的另一个方面，提供了用于流体处理系统的辐射源组件，包括：支撑部件；至少一个从所述支撑部件伸展开的辐射源组合件；和将辐射源组件固定至流体处理系统的固定装置。

根据本发明的再一个方面，提供了用于流体处理系统中辐射源组合件的清洗装置，包括：与所述辐射源组合件的外表的一部分啮合的清洗套，清洗套可以在回缩位置和伸展位置之间运动，在回缩位置中所述辐射源的第一部分暴露于待处理的流体物流，而在伸展位置中所述辐射源组合件的所述第一部分完全或部分被所述清洗套覆盖，所述清洗套包括一个与所述辐射源组合件的所述第一部分接触的室，且供给以适于从所述第一部分清除不需要的物质的清洗液。

根据本发明的还一个方面，提供了辐射传感器组合件，包括：一个传感器壳；在所述壳内且包括暴露于辐射源的部分的辐射传导装置；从所述传导装置接受辐射的辐射传感器；和清除污染所述部分的物质的装置。

在此所用术语“重力进料”包括这样的系统，即流体的压头来自流体的高度变化。可以理解，这样的系统包括自然重力进料的系统和通过泵或其它机械装置改变流体的高度提供重力进料的系统。

附图的简要描述

本发明的实施方案将参考附图进行描述，其中，

图1表示以前技术的流体处理装置的侧截面；

图2表示图1所示以前技术的流体处理装置的端面；

图3表示本发明的卧式流体处理系统的第一实施方案的侧截面；

图4表示用于图3系统的辐射源组件；

图5表示图4中A所指的区域的放大图；

图6表示用于图3系统的辐射源组件的另一个实施方案的一部分；

图7表示图6中B所指的区域的放大图；

图8表示本发明的立式流体处理系统的第二实施方案的侧截面；

图9表示辐射传感器组合件。

实施发明的最佳方式

为了清楚起见，在讨论本发明之前先对以前流体处理技术的装置做一简要描述。图1、2表示如USP4,482,809中描述的以前技术的处理装置。该装置包括了大量的辐射源组件20，其中每一个组件包括一对框架臂24以及在其间的若干UV灯组合件28。如图2所示，将大量的灯组件20以最大间距跨列在处理槽32中，各灯组件20之间的最大间距设成保证被处理的流体能够至少接受预定最小剂量的UV辐射。

该系统是成功的，然而如上所述它存在几个缺点，其中灯组件20的排列使该装置的维护需较高的劳动强度。尤其是更换灯和清洗灯周围的灯套费时且费用昂贵。另外，当灯移出时为了使处理还能够连续进行，必须提供富余的灯组件，以保证流体仍然受到预定最小剂量的辐射，从而增加了系统的成本。另外，依据流体的特性和它的流速，每单位被处理流体可能需要大量的灯和灯套。这一先前的工艺系统的另一个缺点是当流速较高时难以控制流体相对于灯组件20的液面高度。

因此，上述先前的工艺系统固然取得了成功，但本发明人已注意到改进流体处理系统以克服一些上述的缺点。下面将参考附图描述本发明。

现在参考图3，本发明的处理系统通常用100表示。系统100包括横跨安装在开放的流体槽108的主体104，这样流过槽108的所有流体都被导流通过处理区112。主体104可以是预制混凝土、不绣钢或其它的适用于所处理流体并能耐所采用的辐射的材质。

主体104的底面包括一个中心区116，中心区116分别沿着前斜面120和后斜面124向下延伸。相应的向上凸起的中心区132位于槽108的底面128上，在中心区116的下面，并分别包括前斜面136和后斜面140。中心区132可以是主体104的一部分，也可以是底面128的一部分(如所示)。

在图3中可以清楚看出，区116和132形成一个狭窄的辐照区144，而区120和136形成一个锥形进口过渡区，区124和140形成一个锥形出口过渡区。

很明显，辐照区144对要处理的流体提供闭合的截面。这样为流体提供了一个相对于辐射源(如后所述)的固定的几何形状，以保证流体受到来自辐射源的预定最小的辐射。本专业技术人员清楚，为了在离辐射源的最远点得到最大的处理效率，辐照区144的内壁可设计并成型为基本仿效辐射源组件148置于辐照区144内部分的外形。

主体104的至少一个上游面或下游面包括一个或多个装于其上的辐射源组件148。根据要处理的流体，提供的组件148的数量可以是单个上游组件148或是两个或多个组件148，横跨主体104的上游面和下游面。

优选主体104进一步包括伸进辐照区144的辐射传感器152和用于监控处理区112进口侧流体液面的流体液面传感器156。如本专业技术人员所知，如果系统中的流体液面低于流体液面传感器156，将会适宜地发生报警或关闭辐射源。将一个标准的流体液面控制阀门150装在主体104的下游以保持处理区112的最小流体液面。

如图4和图5所示，每一个辐射源组件148包括辐射源支撑臂160，水平支撑导向部件164(任选)，接线盒172和一个或多个临近支撑臂160低端的辐射源组合件176。每个辐射源组合件176包括一个高强度辐射源180，它用两个环形垫圈(annularinsert)188装在中空套184中。当然，本专业技术人员都清楚在某些情况下辐射源组合件176可以不需要套，辐射源180可以直接置于要处理的流体中。

每个套184都在远离支撑臂160的一端密封并密封连接到装配管(mounting tube)192上，而装配管192连接到支撑臂160上。套184和装配管192之间的气密性密封通过将套184的开口端插进装置196中实现，其中装置196密闭连接到装配管192的端部。将一个橡胶垫圈型的塞子200装在装置196的底部以避免在套184插入时由于直接接触壳196而造成的破裂。一对O型密封圈204和208置于套184的外周，它们之间有环型垫206。

在套184、O型密封圈204、208和环型垫206插进装置196后，将环型螺丝钉212装在套184的外周并压进去与装置196接触。螺丝钉212上的螺线与装置196内侧的辅助螺线相互啮合，并上紧螺丝钉212以压紧橡胶塞200和O型密封圈204和208，从而提供要求的气密性密封。

每个装配管192的另一端也有螺线并连接到螺母216上，而螺母216又焊接到支撑臂160上。装配管192与螺母216之间的连接以及螺母216与支撑臂160之间的连接也是气密性的，从而避免流体进入装配管192或支撑臂160的中空内部。

每个辐射源180都连接在一对供电导线220之间，该对导线从接线盒172通过支撑臂160和装配管192的内部直到辐射源180。

如图4和图5所示，清洗组合件224也包括在每个辐射源组合件176和装配管192上。每个清洗组合件224包括一个用作双功能筒的筒型套228。在筒型套228的每一端包括一个环状密封圈232和234。密封圈232临近支撑臂160，与装配管192的外表面啮合，而密封圈234远离支撑臂160，与辐射源组合件176的外表面啮合。

在装置196的外侧有一个槽，其中装有O型密封圈236。O型密封圈236与筒型套228的内表面啮合并将筒型套228的内部分为两个室240和244。室240与管道248连接，而室244与管道252连接。管道248和252都从接线盒开始，通过支撑臂160的内部并通过装配管192的内部直到装置196并分别与室240和244连接。

如本专业技术人员所容易理解的那样，当通过管道248将压缩的液压油、空气或任意合适的流体提供到室240时，筒型套228将被推向支撑臂160，并迫使流体离开室244进入管道252。同样，当通过管道252将压缩的流体提供到室244时，筒型套228将被推向套184，并迫使流体离开室240进入管道248。

管道252连接到合适的清洗溶液源上，如酸性溶液供应系统，而管道248连接到任意合适的流体源上，如空气供应系统。因此，当需要清洗套184的外侧时，将加压的清洗液供到室244而流体从室240中移出。从而筒型套228被推向远离支撑臂160的伸展位置，随着筒型套228移动到它的伸展位置，密封圈234也能够从套184上刮除疏松的外来物质。

当筒型套228处于其伸展位置时，导致室244中的清洗液与辐射组合件176的外侧接触，它构成室244的内壁，清洗液化学性地分解和/或清除污染辐射组合件176的残留外来物质。经过预定的清洗时间之后，将流体迫进室240，清洗液上的压力从室244撤出，从而将筒型套228推回到临近支撑臂160的回缩位置。随着筒型套回缩，密封圈234又可再一次从辐射组合件176的表面上刮除疏松的外来物质。

本专业技术人员可以理解，上述的清洗组合件224可以根据有规律的时间间隔进行操作，例如每天一次，或者当处理的流体特征变化时，根据从辐射传感器152得到的数据进行相应的变化。

每个辐射源组件148都可以借助于水平支撑部件164安装到主体104上，支撑部件164具有预定的截面形状且容纳在主体104中互补形的孔256中。适当选择预定的形状，使水平支撑部件能够容易地插入孔256中，并防止水平支撑部件164在孔256中转动。

从图3和图4可以看出，适当选择水平支撑部件164的长度，使水平支撑部件164从支撑臂160伸展的程度要甚于辐射源组合件176。这样在安装辐射源组件148时，辐射源组合件176保持不接触进口过渡区和出口过渡区。这种设置最大限度地减少了在安装辐射源组件148时由于辐射源组合件176碰撞到其它物体引起的损坏的可能性，这在流体正流经系统100时尤其如此。由于要适合水平支架164需要的长度，在主体104的另一面，孔256被水平交错排列。

当水平支撑部件164完全位于孔256中时，在接线盒172中，电源连接器264、清洗液连接器268和流体连接器272都与盒276中的相应的连接器结合。连接器264和272与盒276中的相应的连接器的连接也有助于保持水平支撑部件164在孔256中。盒276通常包括镇流器向辐射源180提供电源，以及向用于清洗组合件224的清洗液和压力流体的泵和贮槽(未示出)提供电源。

最近在辐射源技术方面的进展已经使得辐射源有效强度更大，并且已有无灯丝的装置。相比之下，以前技术中，流体处理系统中所用的UV灯其输出功率在39.37瓦/米(1瓦/英寸)的水平，其长度有1.525米(5英尺)。

由于这些更高强度的辐射源发出更多的辐射，处理给定量的流体需要更少的辐射源。如本专业技术人员所知，流体接受辐射的剂量是辐射强度和辐射时间的积。辐射强度随着辐射通过的距离的平方变化，而辐射时间随着流体流动的速度线性变化。因此，希望维持被处理的流体尽可能地接近辐射源进行处理。这需要许多低强度的辐射源排列在一个大的处理区域内，或需要较少的高强度辐射源排列在一个较小的处理区域内。考虑到效率、尽可能减少费用和减少上述对液面精确控制的要求，如上所述，本发明者采用了后一种选择。辐照区144设计成闭合的横截面供流体通过，从而保证被处理的流体在距最少量的高强度辐射源180的预定最大的距离之内通过。通过辐照区144的流体流速可以提高，从而可以用最少量的高强度的辐射源保持可以接受的流体处理速度。

因此，本系统设计成尽可能减小辐照区144的尺寸而提高流体流动速度，以得到要求的处理速度。因此，通过辐照区144的流速要高于以前技术的处理装置，以前技术中一般设计成在0.61米/秒(2英尺/秒)或更小的流速下操作。相反，本系统可以在通过辐照区144的流速最高达3.66米/秒(12英尺/秒)的速度下操作。

如本专业技术人员所知，通过流体管道的压头损失是流体流速的平方的函数。因此，高流速导致压头损失增加，并可能导致处理系统中流体液面的不可接受的波动。因此本系统提供大横截面的进口和出口以尽可能减少压头损失并方便辐射源组件的插入和移出，这将在下面进行讨论。实际的辐照区144是比较短的小截面，并通过各自的过渡区域与进口和出口连接。这样，可达到要求的通过辐照区144的较高流速而尽可能减少压头损失。

本发明的其他优点包括简化维护，由于辐射源组合件可以原位清除污染物并且比较容易取出辐射源组件以维护或更换辐射源。另外，可原位清洗又尽可能减少或取消其它的富余辐射源用于替代需要清洗而移出的辐射源，且可认为通过辐照区的较高的流体速度将会减少附着在辐射源的污染物的量。

辐射源组件148B和清洗组合件300的另一个实施方案如图6和图7所示，其中，与前面的实施方案相同的部分都标有相同的参考数码。图7很清楚地表明套184于壳196中被气密密封到装配管192，这非常类似于图5所示的实施方案。然而，在这个实施方案中，清洗组合件300包括清洗环308的网304及一对双功能筒314和312。每个清洗环308都包括一个临近套184表面的环形室316，且清洗环308通过筒312、314在回缩位置和伸展位置间的运动而清扫套184。

如图4所示的实施方案那样，管道320和324分别从接线盒172(未示出)通过支撑臂160到筒312和314。当流体在压力下通过管线320提供到筒312时，筒的活塞杆328被推出到其伸展位置。如本专业技术人员所理解的那样，当活塞杆328由于流体在活塞336的一面供入到室332而伸展时，在活塞336的另一面流体将被推出室340，并通过连接器344到筒314的室348，也推动其活塞杆328伸展，并且室352中的流体被迫进管道324。

为了保证活塞杆328同步运行，筒312和314都被设计成使筒312中活塞336的每单位冲程置换出的流体体积等于在筒314中活塞336的每单位冲程接受的流体的体积。如本专业技术人员所理解的那样，这可以通过为每个筒或筒杆选择合适的直径来达到。如本专业技术人员也可理解的那样，在活塞336的伸展冲程的末端使用单向加速补偿液压阀356以进一步补偿室332和352以及室348和340之间所存在的流体总体积的任何差异。

以同样的方式，回缩活塞杆328时，带压的流体被提供到管道324，且在回缩冲程的末端使用第二个加速补偿液压阀356补偿室332和352以及室348和340之间所存在的流体总体积的任何差异。

可认为环形室316将被预定量的合适的清洗流体充满，它可在合适的维修间隔内变化，如当检修辐射源时。另外，环形室316也可以通过经过活塞杆328的中空中心的管道提供清洗液。另一种选择是将室316做成为一个含有清洗流体的密封构型，必要时可进行更换。另外，清洗液也可以通过中空的活塞杆328、室332和环形室316循环。通过在环形室316内提供合适的挡板装置(未示出)，清洗流体可以从最低的中空活塞杆328进入，通过清洗环308循环并通过最上部的中空活塞杆328出来。

图4、5和6表明了本发明涉及辐射源组合件的清洗装置方面的几种特殊的实施方案，而本专业技术人员很清楚，还有许多其它的设计不违背本发明的精神实质。

例如，可以使用单一的、双功能的筒与中空活塞杆结合，中空活塞杆通过其活塞杆牢固地结合到多个(如2或4个)清洗环308上。此外，当筒向前或向后运动时，也可以将清洗流体(如水)通过中空活塞杆泵入环形室316。如果环形室316配备合适的喷嘴或类似的装置，就可以将物流喷射或喷雾到辐射室的表面，从而使辐射源套184的清洗更方便。

另一个设计变化包括用合适的清洗流体预充满环形室316并改变室以提供密闭的清扫组合件。这可以允许使用各种传动装置使环形室316在辐射源套184上向前或向后运动。例如，可以使用双功能单筒，它仅传动环形室316在辐射源套184上向前或向后运动。当然本专业技术人员清楚，环形室被牢固地连接到传动装置上避免整个组合件夹住导致套184损坏。

本专业技术人员进一步还清楚，在上述的实施方案中，辐射源和清洗装置之间反向的相对运动也是可能的。因此，清洗装置可以牢固地连接到本系统或其它系统的处理区上，而辐射源相对于它作前后运动。

本发明的另一个优选实施方案如图8所示。在这个实施方案中，处理系统400包括主体404，其底部表面与基础壁406确定了处理区408。处理区408包括一个进口过渡区412、第一辐照区416、中间区420、第二辐照区424和锥型出口区426。从图中可以清楚看出，出口区426低于进口区412，以向被处理的流体提供一些附加压头克服流体流过本处理系统时的压头损失。本专业技术人员也很清楚，在这一构型中，不需要液面控制阀和类似的装置，因为处理区408通过其进口和出口的定位起到了这一作用。

主体404还包括孔430，以容纳辐射源组件438的垂直支撑部件434。辐射源组件438类似于上面描述的辐射源组件148，但被设置成使辐射源组合件442垂直定位。辐射源组合件442包括连接到安装销(mount stud)450上的套446。当然如上所述，可以理解的是，在某些情况下，辐射源组合件442可以不需要套而可以直接安装在要处理的流体中。

当安装销450被置于处理系统400的流体最高液位之上时，与套446的连接不需要气密性密封，并可以使用任何方便的方法完成。当然，由于套和安装销450之间的连接点在系统流体的液位之上，套446的内部不暴露于流体中。

安装销450本身与支撑臂454连接，而454连接到垂直支撑部件434上。辐射源458被装在套446内，并被连接在电源线(未示出)之间，电源线从连接器462通过中空支撑臂454和安装销450进入套446。连接器462与壳466中的对应的连接器相连，466可以包括合适的电源和/或适当操作辐射源180和清洗供料系统(如果安装的话)的控制装置。

在这一实施方案中，辐射源组件438的检修是通过将辐射源组件438垂直提起离开流体物流完成的。在图8中没有表明，但可认为在某些情况下将需要上述的清洗组合件，并且本专业技术人员清楚，此处描述的清洗组合件实施方案或其相当装置都可以有利地用于本发明的这一实施方案。另外，可认为当套446需要清洗时，辐射源组件可以简单地垂直提出来。

如上所述，流体处理系统一般包括一个辐射传感器152检测辐照区内的辐射强度。这些传感器包括一个辐射传导窗，在其后面装有传感器本身，且窗被插入流体物流中。当然与辐射源组合件176(442)一样，该窗过一段时间后也会变脏。

根据本发明的另一方面，图9表明了辐射传感器组合件500。传感器组合件500包括柱体502，其中形成一个孔504。辐射传感器元件508装在孔504的内壁临近杆512的地方，512是辐射传导性的，且从连至柱体502的前面板514伸出。传感器元件508与流体通过临近传感器元件508的O型密封圈516和在前面板514与体502之间的连接点处绕在杆512上的O型密封圈520进行气密性密封隔开。电线接头线524从传感器元件508通过孔528而从体502的后面出来。

由于杆512的暴露端随着时间的延长也会变脏，因此面板514也包括清洗喷嘴532。清洗喷嘴532用O型密封圈538通过体502气密性连接到孔536上，而体502连接到带压清洗流体源(未示出)上，如酸性溶液、水或空气。

当带压的清洗流体泵入孔536时，清洗喷嘴532将清洗流体导向杆512的暴露表面以清除污染物质。为了避免损坏清洗喷嘴532、杆512和流体线性流态，也提供一个防护罩。

辐射传感器组合件500也可以安装在与流体处理系统的处理区相连接的套内，如本专业技术人员很清楚的那样。辐射传感器组合件500也可以通过键槽540中的定位螺钉(未示出)安装在这样的套内。当然，如本专业技术人员所知，为了得到精确的结果，要求杆512被定位成基本与要检测的辐射源180垂直。

可认为在正常使用时，辐射传感器组合件500将通过在预定的时间间隔内向清洗喷嘴532提供预定量的清洗液或水进行清洗。

应该理解，此处描述了本发明的示范性的实施方案，然而，本发明并不仅限于这些示范性的实施方案。本专业技术人员在不违背所附的权利要求书所定义的本发明的实质范围内可进行各种变化和变通。

Claims (14)

1.重力进料流体处理系统，包括流体进口、流体出口、置于流体进口和流体出口之间的辐照区，以及至少一个辐射源和其支架，所述至少一个辐射源是伸长的且具有一个基本平行于流体通过所述辐照区的流动方向的纵轴，并且可以充分浸没在流过辐照区的流体中，其特征在于，所述支架设在所述辐照区的上游或下游，所述辐照区具有闭合的横截面以限制被处理的流体在距至少一个辐射源预定的最大距离之内，所述闭合的横截面面积小于所述流体进口的横截面面积。

2.根据权利要求1的重力进料流体处理系统，其特征在于，所述辐照区的横截面面积小于所述流体进口的横截面面积和所述流体出口的横截面面积。

3.根据权利要求1-2之一的重力进料流体处理系统，其特征在于，所述辐照区设置在包括连接所述流体进口和所述辐照区的过渡区的处理区内。

4.根据权利要求1-3之一的重力进料流体处理系统，其特征在于，所述辐照区设置于包括第一过渡区和第二过渡区的处理区内，所述第一过渡区连接所述流体进口和所述辐照区，所述第二过渡区连接所述辐照区和所述流体出口。

5.根据权利要求4的重力进料流体处理系统，其特征在于，所述纵轴基本上是垂直的，第一过渡区使通过所述流体进口的基本水平的流体物流改变为通过所述辐照区的基本垂直的流体物流；所述第二过渡区使通过所述第一辐照区的基本垂直的流体物流改变为通过所述流体出口的基本水平的流体物流。

6.根据权利要求1-5之一的重力进料流体处理系统，其特征在于，所述流体处理装置还包括从所述辐射源的外面清除不希望的物质的装置。

7.根据权利要求6的重力进料流体处理系统，其特征在于，从所述辐射源的外面清除不希望的物质的装置是一个清洗装置，包括围绕在所述辐射源组合件外面的一部分的清洗套，所述清洗套可以在回缩位置和伸展位置之间运动，在回缩位置中所述辐射源的第一部分暴露于待处理的流体物流中，而在伸展位置中所述辐射源组合件的所述第一部分被所述清洗套部分或完全覆盖，所述清洗套包括一个与辐射源组合件的所述第一部分接触的室，所述室中提供有适于从所述第一部分清除不需要的物质的清洗液。

8.根据权利要求1-7之一的重力进料流体处理系统，其特征在于，所述至少一个辐射源包括至少一个紫外灯和围绕所述至少一个辐射灯每一个的外面的一部分的套，所述套与支架密封啮合。

9.一种用至少一个辐射源组合件处理流体的方法，所述辐射源组合件包括至少一个具有纵轴的辐射源和支架，所述方法包括下列步骤：(i)将流体的重力进料物流以第一速度提供到流体进口；(ii)将流体物流提供到在流体进口下游的辐照区；(iii)将至少一个辐射源设置在辐照区中，使其纵轴基本与流体流动方向平行；(iv)将流体物流在辐照区中以第二速度暴露于辐射源的辐照之下；和(v)将来自第(iv)步的流体提供到流体出口；其特征在于，在第(ii)中，支架设置于辐照区的上游或下游，辐照区对流体物流提供闭合的横截面，保持流体物流在距辐射源预定的最大距离之内，其横截面面积小于流体进口的横截面面积，使第二速度大于第一速度。

10.根据权利要求9的方法，其特征在于，流体物流在流体出口处的速度为第三速度，并且所述第二速度大于所述第一速度和所述第三速度。

11.根据权利要求9-10之一的方法，其特征在于，在第(ii)步之前，流体物流通过第一过渡区，以提高其流速。

12.根据权利要求9-11之一的方法，其特征在于，在第(iv)步之后，流体物流通过第二过渡区，以降低其流速。

13.根据权利要求9-12之一的方法，还包括从辐射源上原位清除污染物质的附加步骤，所述附加步骤的特征在于：

将一种清洗流体提供到清洗室；

移动清洗室使其与辐射源的至少一部分结触预定的时间，所述清洗室保持所述清洗流体与所述部分接触；和

在所述预定时间以后，移动所述清洗室脱离与所述辐射源的所述部分的接触。

14.根据权利要求13的方法，其特征在于，原位清除污染物质的附加步骤在至少两个辐射源的相同部分同时进行。

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