Устройство для обеззараживания текучих сред

Устройство относится к области обеззараживания текучих сред источниками бактерицидных лучей путем подавления жизнедеятельности опасных для здоровья человека микроорганизмов и может быть использовано в сфере пищевой промышленности и медицины для обеззараживания пищевых и иных текучих сред. Устройство содержит входной и выходной патрубки, корпус с торцевыми фланцевыми элементами, заключенные в нем сообщающиеся между собой цилиндрообразные камеры облучения K1,...,Kn снабженные коаксиально установленными в них лампами бактерицидного излучения Л1,...,Лn в прозрачных для излучения чехлах, причем камеры облучения размещены одна за другой с интервалом L, величина которого удовлетворяет условию:

2r≤L≤2R,

где r - внешний радиус цилиндрического чехла лампы, R - радиус кривизны цилиндрообразной стенки камеры облучения. Камеры сообщаются между собой посредством щелевидных сквозных проемов. Устройство также снабжено перегородками, которые укреплены в области сообщения камер между торцевыми фланцевыми элементами встык между чехлами соседних ламп вдоль них, а высота перегородки соответствует выражению:

M=L-2r,

где М - высота перегородки, при этом перегородки расположены по ходу плоскости, пролегающей с включением осевых линий камер, параллельных друг другу, и делящей рабочее пространство устройства пополам, образуя тем самым пары полукамер А и В, симметрично расположенных относительно упомянутой плоскости. Каждая из полукамер снабжена своим патрубком, один из которых служит входным патрубком устройства, а другой - выходным, оболочки камер облучения совокупно составляют с плавными переходами в зонах сообщения камер общую оболочку ламп устройства, служащую корпусом, внутренняя поверхность которого является отражающей для излучения ламп. Технический результат - повышение производительности и эффективности обеззараживания текучих сред, повышение возможности энергосбережения, обеспечение экологической чистоты конечного продукта и производства. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Предложенное устройство относится к устройствам обеззараживания текучих сред источниками бактерицидных лучей, подавления жизнедеятельности опасных для здоровья человека микроорганизмов и может быть использовано в области пищевой промышленности и медицины для обеззараживания пищевых и иных текучих сред.

Известны устройства для обеззараживания жидкостей, в которых проточный лоток с горизонтально расположенными над ним источниками бактерицидного излучения, в частности ламп УФ-излучения, снабжены укрепленным сверху над ними кожухом ( см., например, а.с. №276813, C 02 F 3/00 ).

Недостатком таких устройств является недостаточно эффективное использование энергии источников бактерицидного излучения, что в ряде случаев не позволяет обеспечить высокий уровень обеззараживания текучей среды. Кроме того, эти устройства громоздки, не всегда удобны в эксплуатации.

Известно также устройство включающее входную и выходную камеры, снабженные соответственно входным и выходным патрубками, последовательно установленные между ними цилиндрообразные камеры облучения, с коаксиально установленными в них n лампами бактерицидного излучения в прозрачных для последнего чехлах, сообщающиеся между собой посредством расположенных между ними переходных камер (см. а.с. №981238, С 02 F 1/32 - прототип).

Однако устройства такого типа также обладают рядом недостатков. Так, в силу конструктивного устройства в зоне переходных камер сталкиваются встречные полупотоки после прохождения камеры облучения (где чехол лампы разделяет идущий снизу поток на полупотоки), а это приводит к возмущениям среды, завихрениям. Возникающие таким образом зоны турбулентности оказывают тормозящее действие на перемещение потока в целом, возрастает величина гидравлического сопротивления, снижается производительность устройства. Кроме того, сталкивание микропотоков, их завихрения в зонах турбулентности не способствуют стабильности оптических характеристик обрабатываемой среды, жидкости, в частности ее прозрачности, что в ряде случаев снижает эффективность обработки, например при обработке пищевых жидкостей. Функциональные возможности устройства ограничены. Оно не приспособлено для обработки широкого диапазона наименований текучих сред, в частности разного рода жидкостей, т.к. эффективность бактерицидного воздействия, необходимая для текучей среды одного вида (например, вода), может оказаться недостаточной при обработке текучей среды другого вида (например, пиво, особенно темных сортов). Следует также отметить, что устройство достаточно громоздко и имеет ряд неудобств при сборке, ремонте, эксплуатации.

Предложенное устройство отличается тем, что камеры облучения размещены одна за другой с интервалом L, величина которого удовлетворяет условию:

2r≤L≤2R,

где r - внешний радиус цилиндрического чехла лампы,

R - радиус кривизны цилиндрообразной стенки камеры облучения,

при этом камеры сообщаются между собой посредством щелевидных сквозных проемов, преимущественно прямоугольной конфигурации, в соответствии с линиями пересечения в пространстве геометрических тел цилиндров, определяющих поверхность стенок камер облучения, устройство снабжено перегородками, которые укреплены в области сообщения камер между торцевыми фланцевыми элементами встык между чехлами соседних ламп, вдоль них, при этом высота перегородки соответствует выражению:

М=L-2r,

где М - высота перегородки,

причем перегородки расположены по ходу плоскости, пролегающей с включением осевых линий камер, параллельно друг другу, и делящей рабочее пространство устройства пополам, образуя тем самым пары полукамер А, В, симметрично расположенных относительно упомянутой плоскости, соответственно К1A, К1B,...,К(n-1)A, K(n-1)B, стенка камеры облучения Кn в той ее области, которая не является соседней по отношению к предыдущей камере, свободна от перегородки и выполнена глухой, каждая из полукамер К1A, К1B снабжена своим патрубком, один из которых служит входным патрубком устройства, а другой - выходным, при этом входной и выходной патрубки, преимущественно одинаковой конструкции, в области их присоединения к указанным полукамерам выполнены с поперечным сечением, соответствующим щелеобразному входному/выходному отверстию надлежащей полукамеры, оболочки камер облучения совокупно составляют с плавными переходами в зонах сообщения камер общую оболочку ламп устройства, служащую корпусом, цельным или сборным, внутренняя поверхность которого является отражающей для излучения ламп, выполнена преимущественно из листового материала, металла, в т.ч. с нанесенным на его поверхность защитным покрытием, не препятствующим/способствующим процессу отражения излучения, перегородки выполнены съемными, изготовлены из водонепроницаемого пластического материала, армированного элементами из более жесткого материала, преимущественно нержавеющей стали, устройство дополнительно укомплектовано деталью/деталями - заглушкой/заглушками, преимущественно в виде части поверхности цилиндра, которая перекрывает отверстия симметрично расположенных сквозных проемов пары полукамер А, В, устройство снабжено блоком переключателей, n выходов которого связаны с блоком питания ламп т.о., что обеспечивают включение, в т.ч. вручную, ламп Л1,...,Лn раздельно либо в любом сочетании. Перегородки могут быть выполнены обеспечивающими отражение светового излучения от обеих боковых поверхностей, обращенных к области потока текучей среды. Конструкция камеры облучения Кn может быть выполнена аналогичной конструкции камеры К1, т.е. разделена на полукамеры КnA, КnB, каждая из которых снабжена своим патрубком.

Устройство и его электрическая блок-схема представлены на чертежах Фиг.1-4, где:

1 - корпус,

2 - торцевой фланцевый элемент,

3 - патрубок (входной),

4 - патрубок (выходной),

5 - лампа бактерицидного излучения,

6 - чехол лампы,

7 - камера облучения,

8 - перегородка,

9 - заглушка,

10 - блок питания ламп,

11 - блок переключателей.

Устройство работает следующим образом.

Текучая среда, подлежащая обработке, поступает по входному патрубку 3 в левую половину первой камеры облучения 7. Далее благодаря наличию в устройстве перегородок 8 между чехлами 6 соседних ламп 5, которые делят все рабочее пространство устройства на две половины (условно А и В), поток текучей среды проходит последовательно все левые (А) полукамеры облучения (от 1-й до n-й).

В последней, n-й камере облучения 7, где оконечная перегородка отсутствует, текучая среда, огибая чехол 6 лампы 5 этой камеры, поступает в правую половину устройства, также последовательно, только в обратном порядке, обходя правые половины камер 7, т.е. правые полукамеры облучения (В), от n-й до 1-й, и далее - к выходному патрубку 4.

Путь потока текучей среды по сравнению с прототипом, а следовательно, и время экспозиции, увеличивается вдвое. Это имеет место благодаря наличию перегородок 8, которые установлены в камерах облучения по всей длине их рабочего пространства, при этом они размещены между торцевыми фланцевыми элементами 2 (на чертеже фиг.1 представлен один из них), встык между чехлами 6 ламп 5. Увеличение времени экспозиции повышает степень бактерицидности воздействия излучения ламп 5, повышая эффективность обработки, что несомненно важно при обработке, например, пищевых жидкостей.

Устройство может быть снабжено сменным набором /наборами соответствующих друг другу по размерам чехлов и перегородок, в каждом i-ом наборе удовлетворяющих условию:

2rii=L,

где: ri - внешний радиус цилиндра чехла лампы,

Мi - высота перегородки, при этом обеспечивается величина зазора δi между чехлом лампы и стенкой камеры:

δi=R-ri.

Понятно, что можно обеспечивать больший или меньший зазор между стенкой камеры 7 и чехлом 6 и таким образом регулировать толщину потока текучей среды, что способствует эффективности обработки, а также расширяет возможности устройства. При уменьшении величины δ повышается степень бактерицидности воздействия на поток текучей среды, при увеличении же величины δ возрастает производительность установки.

Пример использования чехлов и перегородок, обеспечивающих величины зазоров δ' и δ'', представлен на чертежах фиг.2 и 3.

Одновременно чертежи иллюстрируют плавность перехода (скругленность) стенок камер облучения и зонах сквозных проемов при переходе от одной камеры к другой.

Кроме того, чертеж фиг.2 иллюстрирует использование дополнительной детали - заглушки 9 (представлена пунктиром). Как следует из чертежа, при необходимости обеспечивается возможность сократить число работающих камер облучения, не меняя при этом кострукции устройства в целом, удалив соответствующую перегородку, установив заглушку. При этом следует добавить - и отключив питание соответствующих ламп.

Последнее обстоятельство не вызывает затруднений, поскольку, как следует из фиг.4, устройство снабжено блоком переключателей 11, n выходов которого связаны с блоком питания 10. Число переключателей n соответствует числу ламп устройства Л1,...,Лn, и обеспечивает при манипулировании ими возможность включить или выключить любую из ламп устройства раздельно либо в любом сочетании (что само по себе известно и не требует специальных новшеств - см., например, В.А.Козинский. Электрическое освещение и облучение. Москва: ВО Агропромиздат, 1991 г, с.177). В частности, при невысокой загрязненности жидкости микроорганизмами и высокой степени ее прозрачности может быть использована лишь часть ламп устройства. Так, лампы могут быть включены, например, через одну. Либо они могут быть задействованы только в нескольких первых, следующих друг за другом камерах, например К1,...,КS, установлена заглушка 9 (фиг.2). Очевидно, что в обоих случаях сберегается электроэнергия.

Следует отметить, что в одном из вариантов исполнения Кn-ая камера устройства может быть выполнена по своей конструкции аналогично 1-й камере устройства, т.е. снабжена патрубками (пунктирное изображение 3' и 4' на фиг.1) и имеет надлежащие щелевые отверстия для них в соотвествующей области полукамер (разделительная перегородка между полукамерами со стороны патрубков 3' и 4' не представлена, чтобы не усложнять чертеж по основному варианту исполнения - только с двумя патрубками 3 и 4). Понятно, что в сочетании с заглушкой (или заглушками) устройство получает дополнительные преимущества при его эксплуатации. Так, при временном выходе из строя по какой-либо причине одной или нескольких первых камер (профилактика, ремонт, смена ламп и т.п.) можно тем не менее производить обработку текучей среды с оконечных камер («задом наперед»), отсоединив при этом с помощью блока переключателей эти камеры в сочетании с установкой надлежащей заглушки. Кроме того, при таком исполнении оконечной камеры появляется дополнительная возможность производить обработку двух потоков, в частности параллельно друг другу, по каналам А и В левых и правых частей камер, полукамер, используя для этого соответственно одну пару патрубков (например, 3 и 4) в качестве входных, а другую (соответственно - 3' и 4') в качестве выходных. Понятно, что повышается производительность устройства.

Внутренняя поверхность корпуса, в т.ч. с нанесенным покрытием (последнее на чертежах не изображено), выполнена отражающей излучение ламп - за счет надлежащих свойств внутренней поверхности корпуса (например, листовой металл - нержавеющая сталь, алюминий и т.п.) либо за счет свойств нанесенного покрытия.

Покрытие не только препятствует/способствует или даже обеспечивает отражение излучения ламп, но и служит защитой внутренней поверхности корпуса от контакта с веществом текучей среды. Таковым покрытием, в частности, является водонепроницаемое термостойкое покрытие из высокомолекулярного пластического вещества, например политетрафторэтилена, стойкого к действию кислот, щелочей и растворителей.

Перегородки удобно выполнять из такого же пластического материала, однако армированного жесткими элементами (например, из нержавеющей стали).

Выполнение перегородок способными отражать световое излучение своими боковыми поверхностями, обращенными к потоку текучей среды, несомненно служит повышению эффективности обработки.

Выполнение внутренней полости устройства, как изложено выше, снабжение оного должным покрытием, при возможности различных вариантов включения ламп в камерах, использование при этом наборов сменных перегородок и чехлов, применение заглушек, использование патрубков в оконечной камере - все это в различных комбинациях и сочетаниях обеспечивает устройству дополнительные возможности использования, расширяет область применения, позволяет повышать производительность, увеличивать степень бактерицидности воздействия, сберегать электроэнергию. При этом высокая эффективность обработки позволяет при работе, в частности, с пищевыми жидкостями снизить количество обычно применяемых химических примесей, консервантов, что повышает экологическую чистоту конечного продукта и производства.

1. Устройство для обеззараживания текучих сред, содержащее входной и выходной патрубки, корпус с торцевыми фланцевыми элементами, заключенные в нем сообщающиеся между собой цилиндрообразные камеры облучения K1,...Kn, последовательно расположенные друг за другом, снабженные коаксиально установленными в них лампами бактерицидного излучения Л1,...Лn, которые заключены в прозрачные для излучения чехлы и связаны с блоком питания ламп, отличающееся тем, что камеры облучения размещены одна за другой с интервалом L, величина которого удовлетворяет условию:

2r≤L≤2R,

где r - внешний радиус цилиндрического чехла лампы;

R - радиус кривизны цилиндрообразной стенки камеры облучения,

при этом камеры сообщаются между собой посредством щелевидных сквозных проемов, устройство снабжено перегородками, которые укреплены в области сообщения камер между торцевыми фланцевыми элементами встык между чехлами соседних ламп вдоль них, при этом высота перегородки соответствует выражению:

M=L-2r,

где М - высота перегородки,

причем перегородки расположены по ходу плоскости, пролегающей с включением осевых линий камер, параллельных друг другу, и делящей рабочее пространство устройства пополам, образуя тем самым пары полу камер А и В, симметрично расположенных относительно упомянутой плоскости, соответственно K1A, K1B,...,K(n-1)A, K(n-1)B, стенка оконечной камеры облучения Кn, в той ее области, которая не является соседней по отношению к предыдущей камере, свободна от перегородки и выполнена глухой, каждая из полукамер K1A, K1B снабжена своим патрубком, один из которых служит входным патрубком устройства, а другой - выходным, оболочки камер облучения совокупно составляют, с плавными переходами в зонах сообщения камер, общую оболочку ламп устройства, служащую корпусом, цельным или сборным, внутренняя поверхность которого является отражающей для излучения ламп, перегородки выполнены съемными, изготовлены из водонепроницаемого пластического материала, армированного элементами из более жесткого материала, устройство дополнительно укомплектовано заглушкой/заглушками в виде части поверхности цилиндра, которая перекрывает отверстия симметрично расположенных сквозных проемов пары полукамер А и В, устройство снабжено блоком переключателей, n выходов которого связаны с блоком питания ламп с обеспечением включения ламп Л1,...,Лn раздельно либо в любом сочетании.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что перегородки выполнены обеспечивающими отражение светового излучения от обеих боковых поверхностей, обращенных к области прохождения потока текучей среды.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что конструкция камеры облучения Кn выполнена аналогичной конструкции камеры K1, т.е. разделена на полу камеры КnA, КnB, каждая из которых снабжена своим патрубком.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области очистки сточных вод. .

Изобретение относится к электрохимической промышленности, в частности к устройствам для электролиза водных растворов, и может быть использовано, например, при создании компактных, легкотранспортируемых установок для получения активированных водных растворов бытового и промышленного назначения.

Изобретение относится к области опреснения соленых вод и может быть использовано для получения пресной воды из морской воды. .

Изобретение относится к технологии разрушения гипохлорита натрия в водных растворах и может быть использовано для очистки промышленных сточных вод, содержащих гипохлорит натрия.

Изобретение относится к области экологии и предназначено для очистки и обеззараживания сточных вод. .

Изобретение относится к устройствам опреснения воды и может быть использовано в районах, страдающих от недостатка пресной воды и имеющих избыточное количество морской или другой, непригодной для питья воды.

Изобретение относится к области производства гетерогенных катализаторов процессов жидкофазного окисления органических и/или неорганических, в том числе сернистых соединений кислородом воздуха.
Изобретение относится к способам очистки воды путем замораживания и оттаивания и может найти применение в пищевой, фармацевтической, химической, энергетической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к области стерилизации листового упаковочного материала для изготовления герметичных упаковок для разливаемых пищевых продуктов. .

Изобретение относится к гигиенической технике для обслуживания пассажирских и коммунальных объектов железнодорожного, воздушного и водного транспорта, метрополитена, метростроения, гостиниц и лечебно-профилактических учреждений различного профиля, а именно к дезинфекции и дезинсекции постельных принадлежностей безличного пользования, таких как матрацы, подушки, одеяла и белье.

Изобретение относится к области радиационной обработки изделий и материалов. .

Изобретение относится к области дезинфекции и стерилизации объектов медицинского назначения, например хирургических и стоматологических инструментов, а также изделий, применяемых в косметических салонах и парикмахерских.

Изобретение относится к области обеззараживания объектов и может быть использовано для обработки объектов медицинского назначения, а также в других областях народного хозяйства, где необходимо применение стерильного инструмента или оборудования.

Изобретение относится к области радиационных технологий, в частности к облучению объектов пучком ускоренных электронов и рентгеновским излучением. .

Изобретение относится к способу облучения объектов, в частности материалов, отходов, деталей, пищевых продуктов, жидкостей, газов. .

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к обработке сыпучих материалов ультрафиолетовым и инфракрасным излучениями, в частности для обеззараживания и стимулирования семян зерновых культур перед посевом, а также зерна и комбикорма перед скармливанием.

Устройство для обеззараживания текучих сред

Наверх