Устройство для получения дезинфицирующего агента

Полезная модель относится к сфере дезинфектологии и санитарии, а именно к устройствам для получения дезинфицирующего агента, и может быть использована для дезинфекции (стерилизации) мест присутствия человека (помещений различного назначения, транспортных средств и т. п.), продуктов питания и прочего.
Из уровня техники известно устройство для получения дезинфицирующей жидкости (Патент США №7008592, опубл. 07.03.2006), включающее в себя сосуд для рабочей жидкости, жидкостный насос, распылитель жидкости, импульсный высоковольтный источник питания, два разрядных электрода. Обеззараживание достигается путем воздействия капелек активированной жидкости (активного тумана) на обрабатываемые поверхности. В известном устройстве электрический разряд осуществляется между двумя электродами.
Недостатком известного устройства является невысокая эффективность обработки струи электрическим разрядом, так как область разряда меньше диаметра струи распыляемой жидкости, и не вся жидкость оказывается активированной. Другим недостатком является дефицит воздуха в области разряда, так как масса распыляемой жидкости в области разряда много больше массы воздуха.
Также известно устройство для получения дезинфицирующего агента (Патент РФ №2670654, опубл. 24.10.2018), включающее сосуд для рабочей жидкости, жидкостный насос, воздушный насос, распылитель жидкости, импульсный высоковольтный источник питания, блок управления разрядом и систему трех либо четырех электродов. Обеззараживание достигается путем воздействия капелек активированной жидкости (активного тумана) на обрабатываемые поверхности. Электрический разряд осуществляется в системе трех либо четырех электродов, порождающей вращающийся плазменный разряд.
Недостатками устройства являются недостаточная эффективность обработки струи электрическим разрядом, обусловленная конструктивными особенностями распылителя жидкости и применяемой системы электродов, вследствие чего не вся жидкость оказывается активированной. Кроме того, в таком устройстве существует риск«сухого» горения плазмы (в отсутствие водовоздушной смеси на выходе распылителя жидкости), так как в нем отсутствует  синхронизация режимов работы воздушного и жидкостного насоса с блоком управления разрядом.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является разработка усовершенствованного устройства для получения дезинфицирующего агента,  лишенного недостатков известных аналогов, а также расширение арсенала технических средств указанного назначения.
.
Технический результат полезной модели заключается в повышении эффективности, производительности выработки дезинфицирующего агента, а также безопасности устройства
Технический результат достигается тем, что устройство для получения дезинфицирующего агента, включающее источник питания, емкость для исходного раствора, жидкостный насос, воздушный насос, содержит модуль управления и реактор конусовидной объемной холодной плазмы, выполненный с расходящимися разрядными электродами, распылителем, первый вход которого соединен с выходом жидкостного насоса, а второй вход — с выходом воздушного насоса, и блоком генерации высоковольтных импульсов, соединенным с модулем управления.
Целесообразно, чтобы реактор конусовидной объемной холодной плазмы содержал по меньшей мере три расходящихся разрядных электрода.
Целесообразно, чтобы первый выход модуля управления был соединен со входом жидкостного насоса, второй выход – со входом воздушного насоса, третий выход – с блоком генерации высоковольтных импульсов реактора конусовидной объемной холодной  плазмы.
Целесообразно, чтобы устройство содержало автономный источник питания.
Целесообразно, чтобы мощность электрического разряда в реакторе объемной холодной плазмы составляла от 150 Вт до 200 Вт, а скорость продува жидкости через распылитель составляла от 20 мл/мин до 60 мл/мин, предпочтительно - от 30 мл/мин до 60 мл/мин.
Полезная модель поясняется чертежами.
На Фиг. 1 представлена блок-схема устройства.
На Фиг. 2 представлена конструкция реактора конусовидной объемной холодной плазмы.
В предпочтительном варианте исполнения устройство для получения дезинфицирующего агента представляет собой переносной беспроводной моноблок с автономным источником питания (аккумуляторной батареей) 1. Первый выход автономного источника питания 1 соединен со входом преобразователя напряжения для управления электроникой 2, а второй — с преобразователем напряжения для жидкостного насоса подачи исходного раствора 5 и воздушного насоса 6. Выход преобразователя напряжения для управления электроникой 2 соединен со входом микропроцессорного модуля управления 4.
Первый выход модуля управления 4 соединен со входом жидкостного насоса 5, второй выход – со входом воздушного насоса 6, третий выход – с реактором конусовидной объемной холодной  плазмы 8.
Реактор конусовидной объемной холодной плазмы 8 имеет корпус 11 с системой трех и более расходящихся разрядных электродов 12, распылительную форсунку 2-х фазного смешения 13, первый вход которой соединен с выходом жидкостного насоса подачи исходного раствора 5, а второй вход — с выходом воздушного насоса 6, и блок генерации высоковольтных импульсов 7, соединенный с модулем управления 4. Электроды имеют ножевидную форму со скошенными и скругленными краями. Материал электродов - вольфрам или нержавеющая сталь. В случае использования в реакторе системы трех разрядных электродов, они могут быть распределены относительно друг друга через 120°. Электроды расположены в корпусе реактора 8 таким образом, что разряд, возникающий между ними, находится в перпендикулярной плоскости проходящего потока распыленной жидкости, тем самым обеспечивая прохождение распыляемой жидкости через плазменное образование 14 между электродам и образуют активированный распыленный дезинфицирующий агент 9.
Емкость с исходным раствором 10 соединена со входом жидкостного насоса 5. В качестве рабочего раствора в устройстве может использоваться, например, раствор перекиси водорода.
Устройство работает следующим образом.
В распылительное сопло 13 из емкости с исходным раствором 10 посредством жидкостного насоса 5 подается рабочий раствор. Одновременно в распылительное сопло 13 воздушным насосом 6 подается под давлением воздух. Распыленный  рабочий раствор проходит через конусовидную объемную область разряда, сформированную системой трех и более расходящихся  электродов 12 в реакторе объемной холодной плазмы 8. Активные частицы образуются в конусовидной объемной области разряда.
Модуль управления 4 синхронизирует режимы работы воздушного 6 и жидкостного 5 насоса с блоком генерации высоковольтных импульсов 7. Модуль управления 4, контролируя рабочее давление воздушного потока на входе сопла водовоздушной смеси 13, формирует сигналы управления режимами работы блока генерации высоковольтных импульсов 7 и жидкостного насоса 5. Модуль управления 4 обеспечивает формирование такой циклограммы управления режимами работы устройства, в том числе при включении и выключении устройства, которая предотвращает возможность «зажигания» (поддержки) электрического разряда в реакторе конусовидной объемной холодной плазмы 8 в случае, когда на входе сопла водовоздушной смеси 13 отсутствует рабочее давление воздушного потока.
Для оптимизации пространственно-временных характеристик обработки исходного рабочего раствора в реакторе объемной холодной плазмы 8 формируется конусовидный объемный электрический разряд за счет специальной конструкции системы трех и более расходящихся разрядных электродов 12, на которые посредством блока генерации высоковольтных импульсов 7 подается высокочастотное напряжение амплитудой до 30 кВ. Мощность электрического разряда должна составлять от 150 Вт до 200 Вт. При этом поток жидкости через распылитель 13 при данной мощности разряда должен составлять 20-30 мл/мин, предпочтительнее -  30-60 мл/мин. Рабочие напряжения и токи задаются блоком генерации высоковольтных импульсов 7 таким образом, чтобы между электродами 12 возникал электрический разряд наносекундной длительности.
Выбрана мода электрического разряда, при которой оптимальная концентрация перекиси водорода связана с мощностью разряда и скоростью продува жидкости через  распылитель.
Реализация устройства для получения дезинфицирующего агента по принципиально новой компоновочной схеме в виде переносного беспроводного моноблока с автономным источником питания обеспечивает повышение эффективности, производительности выработки дезинфицирующего агента, а также безопасности устройства при одновременном снижении массогабаритных и энергетических характеристик устройства.