УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЖИДКОСТЕЙ УФ ИЗЛУЧЕНИЕМ

Устройство относится к области дезинфекции и стерилизации жидкостей с помощью ультрафиолетового (УФ) излучения бактерицидного диапазона, полученного светодиодными излучателями и может быть использовано в закрытых многоламповых системах.
В настоящее время насущным является использование энергосберегающих технологий, в том числе путем перехода от ламп накаливания к полупроводниковым источникам - светодиодам. В настоящее время системы обработки воды оснащены стандартными ртутными бактерицидными лампами низкого давления (типа ДБ-75), усовершенствование конструкций которых идет по пути решения таких задач, как уменьшение количества УФ ламп, повышение эффективности использовании их излучения при помощи организации оптимальной гидродинамической структуры потока и снижение потерь напора.
В известных устройствах подобного типа лампы, расположены перпендикулярно направлению потока жидкости (поперечное обтекание) или вдоль (продольное обтекание). При поперечном обтекании оптимально используется вся длина дуги излучения лампы. Примером устройства с поперечным расположением является патент РФ 2058068 [1]. Такая конструкция рассчитана на число ламп более 200. Известное техническое решение позволяет повысить эффективность обработки воды за счет соответствующей организации проходящего зону облучения потока, однако обладает значительными потерями напора.
При продольном обтекании потери напора могут быть значительно снижены, однако при указанных расходах воды и количестве ламп свыше 16 диаметр входного и выходного патрубков занимает непропорционально большую часть корпуса установки. Пример устройства с продольным расположением описан в патенте [2], содержащем цилиндрический корпус, имеющий соосно расположенные входной и выходной патрубки. В зоне облучения, расположенной между патрубками, параллельно образующим корпуса установлено 16 УФ ламп.
Недостатком использования рассмотренных выше источников УФ излучения без дополнительных устройств - концентраторов световой энергии является неэффективность использования излучателей, когда интенсивность излучения в указанных конструкциях также уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния от них. Учитывая, что мощность светодиодов меньше, чем УФ ламп, решение задачи снижения энергоемкости процедуры обеззараживания путем замены ламп светодиодами без концентраторов представляется проблематичным.
Известно устройство для стерилизации жидкостей [3] содержащее источник ультрафиолетового излучения, выполненный в виде продольно-цилиндрического излучателя и отражатель, выполненный в виде двух секций, первая из которых представляет собой плоский отражающий элемент, а вторая - эллиптический полуцилиндр, причем в фокусной зоне последнего размещены источник ультрафиолетового излучения и фотореактор. Указанный эллиптический полуцилиндр, представляющий собой вторую секцию отражателя, образован в результате сечения исходного эллиптического цилиндра продольной плоскостью, ориентированной нормально к плоскости, в которой находятся фокусные зоны исходного эллиптического цилиндра, причем плоский отражающий элемент размещен в упомянутой продольной плоскости сечения, которая размещена симметрично относительно фокусных зон исходного эллиптического цилиндра.
Недостатком устройства является использование в качестве водовода спирали, которая «тормозит» поток проходящей через нее жидкости и создают дополнительные сопротивление потоку. Несмотря на то, что ультрафиолетовое излучение облучает как внутренние, так и наружные поверхности витков спирали, т.е. как бы полностью используется для стерилизации жидкости, интенсивность наружного освещения спирали с протекающей по ней жидкостью на порядок меньше, чем освещение с внутренней стороны, т.е. происходит потеря световой энергии, что ведет к потере производительности устройства.
Целью полезной модели является повышение эффективности обработки воды.
Известно устройство [4], состоящее из светоизлучающих диодов, размещенных на внутренней поверхности параболоида, что позволяет получить в фокальной плоскости увеличенную плотность излучения.
Известно взятое за прототип устройство [5], представляющее собой матрицу светодиодов, выполненную в виде эластичного коврика, которое используется путем обвертывания в него частей тела человека.
Технический результат, достигаемый при осуществлении заявляемого изобретения, состоит в том, что в состав устройства в качестве источника излучения включаются полупроводниковые элементы - собранные в виде матрицы (коврика) светодиоды, излучающие в УФ диапазоне, размещенные снаружи корпуса, выполненного из материала прозрачного для УФ излучения.
На фиг.1 схематически изображено предлагаемое устройство:
- продольный разрез - а)
- поперечный разрез - б).
Устройство для обработки жидкостей УФ излучением содержит источник ультрафиолетового излучения, выполненный в виде свернутого в цилиндр с клеммами питания 2 УФ светодиодного коврика 1, расположенного на внешней поверхности трубопровода 3, выполненного из материала прозрачного для УФ излучения, причем светодиодный коврик расположен таким образом, что направление максимального излучения светодиодов направлено в сторону оси трубопровода.
Устройство работает следующим образом.
В режиме использования устройства, предусматривающем облучение жидкости 4, излучающий элемент 1 устанавливают снаружи трубопровода 3. В рабочем режиме к клеммам 2 подсоединяют источник напряжения. В такой конфигурации устройства, все светодиоды излучают в направлении центра трубопровода, причем интенсивность излучения возрастает в направлении от поверхности трубы к ее центру, что усиливает действие УФ излучения на протекающую жидкость.
1. Бутин В.М., Дрожжин В.В., Жуков В.И., Костюченко С.В., Кудрявцев В.Н., Кудрявцев Н.Н., Куркин Г.А., Филюгин И.В., Якименко А.В. Установка для дезинфекции жидкости. Патент РФ на изобретение №2058068 // Изобретения. Полезные модели от 10.04.1996.
2. Maarschalkerweerd Jan M. UV fluid treatment device and method патент № EP 788462.
3. Верещагин В.Л., Занин В.П., Паур В.А., Верещагин Л.А. Устройство для стерилизации жидкостей патент РФ №2071946 // Изобретения. Полезные модели от 20.01.1997.
4. Lison J., Mendes E. Radiation therapy apparatus Using LED matrix. UK Patent Application 2212010 12.07.89, МКИ 5 A61N. 5/06.
5. Патент US 20020029071 Therapeutic light source and method