Способ обеззараживания текучих сред и установка для его осуществления

 

Использование: стерилизация воздушных или водных сред ультрафиолетовым излучением. Сущность изобретения: способ по обеззараживанию текучих сред включает облучение источником ультрафиолетового излучения в импульсно-периодическом режиме. Облучение ведут с частотой не более 10 Гц в спектральном диапазоне 180 400 нм. Установка для обеззараживания текучих сред включает корпус с отражающим покрытием. В корпусе установлены импульсные разрядники. Их общая длина соответствует соотношению L ≥ U/ν где U скорость потока текучей среды; n частота импульсов. Общее количество импульсных разрядников составляет M (0,02 0,2) V, где V объем корпуса установки, л. 2 с.п.ф-лы, 2 ил. 1 табл.

Изобретение относится к санитарии и гигиене, в частности к проблеме стерилизации воздушных или водных сред путем воздействия на них ультрафиолетового излучения.

Воздействие УФ-излучения для обеззараживания текучих сред широко применяют в различных производственных и бытовых помещениях. Известный способ обеззараживания состоит в том, что объект в течение определенного времени подвергается воздействию УФ-излучения. В качестве источника УФ-излучения используют газоразрядные ртутные лампы непрерывного действия [1] Устройство, используемые для реализации указанного способа, имеют различные конструктивные решения. Все они содержат корпус, в котором размещаются бактерицидные, как правило ртутные, лампы. Корпус может быть выполнен в виде камеры, куда загружают стерилизуемые объекты [2] либо в виде трубопровода, через который пропускают текучие среды [3-5] Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство и реализуемый в нем способ, описанные в [5] Указанное устройство содержит корпус в форме воздуховода, расположенный в корпусе источник УФ-излучения, приспособления для создания потока воздуха и управления им. Проходящий воздух подвергается одновременному воздействию УФ-облучения и образующегося под воздействием этого облучения на воздух озона.

Все указанные устройства характеризуются низкой производительностью при попытках достижения степени стерилизации на уровне медицинских требований. Повышение производительности достигается за счет увеличения числа бактерицидных ламп, что приводит к возрастанию габаритов устройств и имеет конструктивные ограничения [1] Особенностью прототипа [5] является повышение эффективности стерилизации за счет совместного действия УФ-облучения и озона. Однако из-за одновременности действия обоих факторов имеют место сильное поглощение бактерицидного излучения озоном и фоторазложение озона. Поэтому потенциальные возможности указанного способа в прототипе реализуются не полностью.

Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что обеззараживание текучих сред осуществляют путем их облучения источником света в широкой спектральной области, работающего в импульсно-периодическом режиме с частотой 10,0 Гц.

Принято деление спектральной области УФ-излучения на диапазоны: коротковолновый УФ 180-280 нм (КУФ), средневолновый УФ 280-315 нм (СУФ), длинноволновый УФ 315-400 нм (ДУФ).

Наибольшее стерилизующее действие в обычно применяемых бактерицидных облучателях имеет место в диапазоне КУФ радиационное поражение наследственного аппарата клетки. Диапазоны облучения СУФ и ДУФ также имеют стерилизующий эффект, который однако из-за низкой интенсивности излучателей на 2-3 порядка меньше, чем в диапазоне КУФ. Не составляет исключения в этом смысле и способ [6] Предлагаемый способ основан на использовании импульсных излучателей с высокой (более 10 кК) яркостной температурой. Число этих излучателей определяется обеззараживаемым объемом, а импульсы излучения синхронизуются с точностью 10^-7 с. Стенки стерилизуемого объема имеют отражающее покрытие, образуя "световой котел". Достигаемый эффект при этом обусловлен, главным образом, увеличением плотности мощности облучения, а не дозы как в [7] Совокупность этих факторов приводит к сильному увеличению эффективности стерилизующего действия предлагаемого способа в диапазонах СУФ и ДУФ. При этом бактерицидным является диапазон 180-400 Нм.

Устройство для реализации такого способа содержит корпус с размещенными в нем импульсными излучателями, блок питания и нагнетательное устройство. Внутренние стенки корпуса имеют отражающее покрытие, а импульсные излучатели выполнены в виде разрядных модулей с синхронизирующим поджигом. Общая длина импульсного излучателя L определяется формулой L≥U/ν, где U скорость потока текучей среды; ν частота импульсов света, а общее количество модулей М= (0,02-0,20) ˙V, где V объем, стерилизуемый за один световой импульс.

В предлагаемом устройстве, как и в прототипе, нарабатывается озон. В отличие от прототипа стерилизующий эффект совместного действия света и озона реализуется более полно, так как действие обоих факторов попеременно и нет эффекта из взаимного уничтожения.

На фиг. 1 изображена установка для осуществления способа обеззараживания текучих сред; на фиг. 2 вид по стрелке А на фиг. 1.

Установка содержит корпус 1, формирующий трубопровод для прохождения текучей среды. Внутренние стенки корпуса имеют покрытия 2 из материала с высоким коэффициентом диффузионного отражения света в УФ- и ИК-областях спектра. В корпусе размещены импульсные излучатели 3, состоящие из разрядных модулей 4, управляемых системой 5 синхронизации. Установка содержит блок 6 питания импульсных излучателей. При обеззараживании воздуха установка может быть состыкована с каналом приточной вентиляции либо оснащена нагнетательным устройством, состоящим из двигателя 7 и вентилятора 8. При стерилизации воды используют ее свободную или принудительную подачу, а корпус оснащают системой уплотнения.

Работа установки происходит следующим образом.

Включают импульсные излучатели 3. Воздух (воду) подают в корпус 1, где он (она) подвергаются стерилизации, причем частота импульсов света и скорость потока среды побираются таким образом, что стерилизуемые порции текучей среды перекрываются. Эффект стерилизации повышается за счет образующегося под действием света озона. Отражающее покрытие усиливает дозу облучения и исключает эффект "тени" в результате образования "светового котла".

Если рассматривать стерилизующее действие УФ-облучения без влияния образуемого им зону, то эффект облучения экспоненциально растет с увеличением частоты импульсов. Совместное действие УФ и озона имеет сильный синергический эффект и нелинейно зависит от времени. Образование максимальных концентраций озона запаздывает относительно облучающего импульса. Преждевременное появление следующего импульса облучения приводит к фоторазложению озона. Максимальная частота следования импульсов 10 в описываемой установке выбрана для максимального использования синергического эффекта совместного действия УФ и озона.

Предложенное изобретение обладает рядом преимуществ в сравнении с известными техническими решениями. Оно обеспечивает высокую эффективность обеззараживания стерилизуемых объектов и обладает высокой производительностью при минимальных габаритах.

Отдельные примеры реализации предлагаемого технического решения даны в таблице.

Формула изобретения

1. Способ обеззараживания текучих сред, включающий облучение источником ультрафиолетового излучения в импульсно-периодическом режиме, отличающийся тем, что облучение в импульсно-периодическом режиме ведут с частотой не более 10 Гц в спектральном диапазоне 180 ^oC 400 нм.

2. Установка для обеззараживания текучих сред, включающая корпус с размещенным в нем источником ультрафиолетового излучения, выполненным в виде синхронно управляемых импульсных разрядников, блок питания и нагнетательное устройство, отличающаяся тем, что внутренние стенки корпуса выполнены с отражающим покрытием, а импульсные разрядники установлены так, что их общая длина L соответствует соотношению L≥ U/ν,
где U скорость потока текучей среды;
ν частота импульсов,
а общее количество импульсных разрядников составляет
M (0,02 0,2)V,
где V объем корпуса установки, л.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2