УЛЬТРАФИОЛЕТОВАЯ БАКТЕРИЦИДНАЯ УСТАНОВКА
ULTRAVIOLET BACTERICIDE UNIT

Изобретение относится к устройствам для обеззараживания воздуха в помещениях с повышенным риском распространения возбудителей инфекций: в лечебно-профилактических, дошкольных, школьных, производственных и общественных организациях и других помещениях с большим скоплением людей, с целью снижения уровня бактериальной обсемененности и создания условий для предотвращения распространения возбудителей инфекционных болезней.
Известны ультрафиолетовые бактерицидные установки, включающие в себя либо ультрафиолетовый бактерицидный облучатель, либо группу ультрафиолетовых бактерицидных облучателей. Для обеззараживания воздуха используются ультрафиолетовые бактерицидные лампы [Сарычев Г.С. "Облучательные свето-технические установки", Энергоатомиздат, 1992]. Ультрафиолетовые бактерицидные лампы питаются от электрической сети переменного тока частотой 50 Гц и напряжением 220 В. Включение бактерицидных ламп в сеть производится через пускорегулирующие аппараты (ПРА), которые предназначены для обычных люминесцентных ламп соответствующей мощности. ПРА обеспечивают необходимые режимы зажигания, разгорания и нормальной работы ламп и представляют собой отдельный блок, монтируемый внутри бактерицидного облучателя.
Известны медицинский бактерицидный настенный облучатель ОБН-150УХЛ4.2 "Азов", антибактериальные лампы ОБР-15 и ОБР-30 со счетчиком работы ультрафиолетовой лампы (таймером) и облучатель-рециркулятор "АРМЕД" СН-111 (1*30) [Облучатель медицинский бактерицидный настенный ОБН-150УХЛ4.2 "Азов". Руководство по эксплуатации АВ 70.00.00.00.00 РЭ]. Счетчик отслеживает ресурс работы лампы. При выработке установленного ресурса счетчик подает сигнал персоналу о необходимости замены лампы.
Недостатком конструкции является отсутствие возможности управления режимами облучения бактерицидными лампами на рабочих местах по длительности и интенсивности.
Наиболее близкой по выполнению является ультрафиолетовая бактерицидная установка, включающая ультрафиолетовую лампу, датчик контроля интенсивности и счётчик времени работы лампы (патент РФ на полезную модель № 104068, МПК A61L9/20, 2011г.).
Недостатком установки является возможность контроля только интенсивности УФ-излучения лампы и времени наработки лампы.
Техническим результатом является расширение арсенала ультрафиолетовых бактерицидных установок.
э
Технический результат достигается тем, что ультрафиолетовая бактерицидная установка включает ультрафиолетовую лампу, счетчик ресурса работы (таймер), пускорегулирующий аппарат, блок анализаторов температуры и/или влажности окружающей среды, и/или напряжения сети, и/или времени работы лампы, соединённый с блоком управления, при этом блок анализатора температуры окружающей среды соединён с блоком управления, задающим время эффективного облучения t по формуле
э
обл
э
Т
где t - время эффективного облучения, t - время длительности облучения, k=k - коэффициент, учитывающий колебания температуры окружающей среды по расчетным зависимостям
где
1,0 - среднее значение коэффициента при колебаниях температуры окружающего воздуха от 10 до 40°С, при котором время облучения лампы остается неизменным,
1,1 - среднее значение коэффициента при колебаниях температуры окружающего воздуха от 40 до 50°С, при котором время облучения лампы увеличивается на 10%,
1,2 - среднее значение коэффициента при колебаниях температуры окружающего воздуха от 5 до 10°С, при котором время облучения лампы увеличивается на 20%;
э
блок анализатора влажности воздуха окружающей среды соединён с блоком управления, задающим время эффективного облучения t по формуле
э
обл
э
φ
где t - время эффективного облучения, t - время длительности облучения, k=k - коэффициент, учитывающий колебания влажности окружающей среды по расчетным зависимостям
где
1,0 - коэффициент, учитывающий колебания влажности окружающего воздуха от 30% до 80%, при котором время облучения лампы остается неизменным,
1,1 - коэффициент, учитывающий колебания влажности окружающего воздуха менее 30%, при котором время облучения лампы увеличивается на 10%,
1,3 - коэффициент, учитывающий колебания влажности окружающего
воздуха более 80%, при котором время облучения лампы увеличивается на 30%;
э
блок анализатора напряжения сети соединён с блоком управления, задающим время эффективного облучения t по формуле
э
обл
э
u
где t - время эффективного облучения, t - время длительности облучения, k=k - коэффициент, учитывающий колебания напряжения питающей сети по расчетным зависимостям
ном
c
где U - 220 В, U - измеряемая величина напряжения сети,
1,0 - коэффициент, учитывающий колебания напряжения питающей сети от 0,9 номинального напряжения сети до 1,1, при котором время облучения лампы остается неизменным,
1,15 - коэффициент, учитывающий колебания напряжения питающей сети от 0,8 номинального напряжения сети до 0,9 номинального напряжения сети, при котором время облучения лампы увеличивается на 15%,
1,5 - коэффициент, учитывающий колебания напряжения питающей сети от 1,1 номинального напряжения сети до 1,2 номинального напряжения сети, при котором длительность работы лампы увеличивается на 50%;
э
блок анализатора времени работы лампы соединён с блоком управления, задающим время эффективного облучения t по формуле
э
обл
э
t
где t - время эффективного облучения, t - время длительности облучения, k=k - коэффициент, определяемый по расчетным зависимостям
pec
где t - ресурс облучателя (ч),
1,0 - коэффициент, учитывающий расчетную длительность облучения в пределах от 0% до 33% заданного ресурса лампы, при котором лампа не отработала одну треть своего ресурса, и время облучения лампы при нормальных условиях не изменяется,
1,2 - коэффициент, учитывающий расчетную длительность облучения в пределах от 33% до 66%, при котором лампа отработала более одной трети своего ресурса, и время облучения автоматически увеличивается на 20%,
1,3 - коэффициент, учитывающий расчетную длительность облучения в пределах от 66% до 100%, при котором лампа отработала более двух третьих своего ресурса, и время облучения лампы автоматически увеличивается на 30%;
э
блок анализаторов температуры, влажности окружающей среды, напряжения сети и времени работы лампы соединен с блоком управления, задающим время эффективного облучения t по формуле
э
э
обл
t=k×t,
э
обл
где t - время эффективного облучения, t - время длительности облучения,
э
u
т
φ
t
k=k×k×k×k,
где все коэффициенты имеют вышеприведенные значения.
Отличием является выполнение блоков управления с возможностью задавать время эффективного облучения по вышеприведенным формулам.
На фигуре 1 изображена схема предлагаемой ультрафиолетовой бактерицидной установки, где 1 - бактерицидная лампа, 2 - пускорегулирующий аппарат, 3 - конденсатор для повышения коэффициента мощности сети и подавления радиопомех, 4 - блок анализаторов параметров окружающей среды, который включает в себя 5 - цифровой датчик счетчика ресурса работы (таймер), который позволяет измерять время с момента первого включения бактерицидной лампы, а также длительность каждого цикла работы лампы, 6 - цифровой датчик анализатора параметра напряжения сети, 7 - цифровой датчик анализатора параметра колебаний температуры, 8 - цифровой датчик анализатора параметра колебания влажности воздуха, 9 - блок управления, который включает в себя 10 - интегральную схему (чип) счетчика ресурса работы, 11 - чип параметра напряжения сети, 12 - чип параметра колебаний температуры, 13 - чип колебания влажности воздуха, 14 - сумматор, 15 - жидкокристаллический экран, 16 - выключатель.
В нормальном режиме эксплуатации (при нормальных или нормированных документами значениях напряжения сети, температуры, влажности и ресурсе работы лампы) ультрафиолетовая бактерицидная установка работает следующим образом.
При включении устройства выключателем (16) через пускорегулирующий аппарат (2) питание подается на бактерицидную лампу (1) и лампа зажигается. В момент включения установка с помощью блока анализаторов (4) получает информацию об окружающей среде: изменениях напряжения сети через цифровой датчик анализатора параметра напряжения сети (6), о изменениях температуры через цифровой датчик анализатора параметра колебаний температуры (7), о изменениях влажности окружающего воздуха через цифровой датчик анализатора параметра колебания влажности воздуха (8). Затем информация в цифровом виде передается в блок управления (9), который содержит в себе интегральные схемы, обрабатывающие информацию об окружающей среде, поступающую от соответствующих датчиков блока анализаторов. В каждой интегральной схеме производятся расчеты.
u
Чип анализатора ресурса работы лампы (10) рассчитывает соответственно её ресурс работы. Чип счетчика анализатора напряжения сети (11) получает информацию с соответствующего цифрового датчика и рассчитывает колебания напряжения питающей сети k по расчетным зависимостям
Т
Чип анализатора параметра колебаний температуры (12) рассчитывает значение коэффициента, учитывающего колебания температуры k, по расчетным зависимостям
φ
Чип счетчика параметра колебаний влажности воздуха (13) получает информацию об изменениях влажности окружающего воздуха с соответствующего датчика, рассчитывает значение коэффициента k, учитывающего влияние относительной влажности воздушной среды, по расчетным зависимостям
э
Затем информация о расчетных коэффициентах попадает через линии связи в сумматор - интегральную схему. В зависимости от конкретных условий и длительности эксплуатации бактерицидной лампы сумматор автоматически устанавливает оптимальные значения коэффициента эффективности облучения k по формуле
э
э
u
Т
φ
t
В самом сложном варианте, когда все анализируемые параметры превышают нормативные, лампа должна работать с k=1,5×1,2×1,3×1,3=3,042. Как видно, для эффективного обеззараживания среды при значительных колебаниях напряжения сети, температуры, влажности, выработке ресурса устройство работает в 3 раза дольше новой лампы, работающей в нормативных условиях. Это обеспечивается блоком управления, который выдает команду на отключение лампы, через промежуток времени кратный коэффициенту k=k×k×k×k, то есть значительно позже, чем определено заданным ресурсом работы лампы при нормальных условиях.
э
э
э
обл
В случае выполнения условия равенства между временем работы облучателя, в данном цикле облучения, полученным с помощью таймера работы лампы, и временем эффективного облучения t, рассчитанным по формуле t=k×t, блок управления выдает команду на пускорегулирующий аппарат на размыкание цепи питания бактерицидной лампы.
Таким образом, установка позволяет автоматически управлять временем облучения бактерицидной лампы, исключая влияние человеческого фактора.