Переносное автономное устройство генерации озона
PORTABLE SELF-CONTAINED OZONE GENERATION DEVICE

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области синтеза озона из атмосферного воздуха, т.е. к физическим методам его получения, в данном случае к электроразрядным генераторам. Благодаря свойствам полученной озоно-воздушной смеси, изобретение может находить применение в разных областях сельского хозяйства, таких как обеззараживание и дезодорация малообъемных животноводческих помещений, складов и хранилищ объемом до 250 м, а также обработка труднодоступных мест и различных предметов со сложной геометрией поверхностей.
Уровень техники
Известно устройство для обработки воздуха, включающее корпус с входными и выходными патрубками и расположенными внутри него многоступенчатым фильтром и вентилятором, а также дополнительно содержит влагоотделитель, калорифер, озонатор (см. пат. СССР 169166, МПК 5 F24F 3/16, опубл. 15.10.1991).
Главным его недостатком является нестабильность, связанная со сложной конструкцией из-за множества подвижных деталей, которые при работе создают повышенный шум и нежелательные инфразвуковые колебания. В связи с этим подобные устройства нуждаются в отдельных помещениях для своей работы, а также требуют дополнительной установки вытяжных систем.
Известно устройство, пластинчатый озонатор, выполненный из нескольких разрядных элементов, каждый из которых состоит из двух диэлектрических пластин, охлаждаемых заземленных и высоковольтных электродов, имеющих центральные отверстия, и размещенных в герметичном корпусе, имеющем форму параллелепипеда. Корпус разделен изоляционной пластиной на два отсека, причем в нижнем отсеке расположены в одной горизонтальной плоскости разрядные элементы, а верхний отсек является общим озоносборником, при этом озонатор имеет два общих для всех разрядных элементов плоских охладителя, один из которых обеспечивает отвод тепла от низковольтных электродов и расположен на внешней стороне основания корпуса, а другой - от высоковольтных электродов, причем последний имеет втулки, соосные с центральными отверстиями высоковольтных электродов, через которые пропущены трубки, соединяющие нижний и верхний отсеки, причем количество втулок равно количеству разрядных элементов (см. пат. RU 2147010, МПК С01В 13/11, опубл. 27.03.2000).
Недостатками данного устройства является - сложная конструкция, состоящая из большого числа деталей, требующих высокой точности исполнения. При его разборке трудно избежать попадания остатков охлаждающей жидкости из верхнего охладителя на разрядные элементы, что требует его последующего качественного просушивания, а также снижает надежность работы.
Известно устройство, относящееся к устройствам генерации озона для обработки помещений, очистки воды, а также уничтожения микроорганизмов на различных поверхностях (см. пат. US 2006/0263276 А1, МПК B01J 19/08 опубл. 23.11.2006).
Недостатками данного устройства являются повышенное шумовое и вибрационное загрязнение при работе устройства, крупногабаритность (при заявленной портативности), необходимость в постоянном источнике питания, а также высокие требования к рабочей газовой смеси (использование чистого кислорода, либо предварительная подготовка входящего газа).
Известен генератор озона, содержащий электрод, блок питания и внешний корпус, отличающийся тем, что внешний корпус выполнен в виде трубы прямоугольного сечения, в который с одной стороны вмонтирован вентилятор, а другая закрыта защитной решеткой и содержит полипропиленовую трубу с внешним заземленным металлизированным покрытием, включающую блок питания и две перпендикулярно расположенные относительно друг друга прямоугольные пластины из изоляционного материала, в которых в виде нескольких витков спирали размещен электрод в кремнийорганической изоляции, через разъемы подключенный к блоку питанию, при этом защитная решетка расположена со стороны прямоугольных пластин (см. пат. RU 138246 МПК С01В, опубл. 10.03.2014).
Основным недостатком устройства является высокая цена, повышенная загрязняемость электродов, недолгий эксплуатационный срок, что влечет за собой необходимость использования очищенных кислородсодержащих газовых смесей.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому устройству является, озонатор, относящийся к системам продувки, охлаждения и очистки воздуха в производственных помещениях от пылевидных загрязнений, ультрадисперсной пыли от газообразных примесей, от бактериальных загрязнений. Устройство состоит из закрепленных в корпусе нескольких рядов пластинчатых электродов и прикрепленных к ним излучателей, причем пластинчатые электроды выполнены в аэродинамически профилированном виде, а к заостренному ребру каждой пластины прикреплены стержневые излучатели (см. пат. RU 2121115, кл. F24F 3/16, опубл. 27.10.1998 г).
Основным недостатком прототипа является повышенная загрязняемость электродов и их высокая цена, что влечет за собой необходимость либо использования исключительно кислорода, либо потребность в предварительной подготовке используемой газовой смеси для поддержания стабильных параметров работы прибора.
Раскрытие изобретения
Задачей предлагаемого изобретения является разработка генератора озона с увеличенным сроком эксплуатации, благодаря использованию в конструкции озоноустойчивых материалов каркаса и корпуса, и способного эффективно обеззараживать и дезодорировать малообъемные помещения, склады и хранилища сельскохозяйственного назначения, а также обрабатывать труднодоступные места и различные предметы со сложной геометрией поверхностей, за счет получения на выходе из озонатора озоно-воздушной смеси свободной от различных побочных оксидов, при помощи реакторной камеры, состоящей из двух крайних одинарных, со слоем металлизации на внешней поверхности, и трех центральных спаренных стекол.
Техническим результатом изобретения является облегчение конструкции, упрощение обслуживания и повышение надежности, а также стабильный уровень выработки озона в условиях повышенной влажности и/или запыленности.
Технический результат достигается с помощью переносного автономного устройства генерации озона, содержащего озоноустойчивый корпус, выполненный из полихлортрифторэтилена, вентилятор, выключатель, распределительную коробку, предохранитель, генератор последовательных импульсов и высоковольтный импульсный преобразователь, термозащиту, при этом оно содержит аккумулятор (Li-ion типа, 12 В), последовательно подключенный к повышающему преобразователю 12-220 В, воздушного фильтра и блока осушения воздуха, реакторную камеру, состоящую из спаренных стекол.
Технический результат достигается с помощью устройства, в котором воздушный фильтр состоит из ободочного корпуса с диаметром 100 мм, выполненного из ABS пластика, и трех фильтрационных сеток из нержавеющей стали, имеющими поры диаметрами 5 мм, 2,5 мм и 1 мм соответственно.
Технический результат достигается с помощью устройства, в котором реакторная камера состоит из двух крайних одинарных и трех центральных спаренных стекол, длина и ширина которых составляет 11 см и 5,5 см соответственно, с толщиной всех стекол равной 3 мм и зазором внутри сдвоенных стекол составляющим 2 мм, а щели между двойными и одинарными составляют 4 мм. Таким образом, технический результат изобретения достигается с помощью устройства, в котором разработана система предварительной подготовки поступающего воздуха, благодаря чему повышается производительность озонатора по выходной концентрации озона в озоно-воздушной смеси, а работа аккумулятора обеспечивает мобильность и автономность, при отсутствии сетевых источников питания.
Сущность переносного автономного устройства генерации озона, содержащего озоноустойчивый корпус, выполненный из полихлортрифторэтилена, вентилятор, выключатель, распределительную коробку, предохранитель, генератор последовательных импульсов и высоковольтный импульсный преобразователь, термозащиту, при этом оно содержит аккумулятор (Li-ion типа, 12 В), последовательно подключенный к повышающему преобразователю 12-220 В, воздушного фильтра и блока осушния воздуха, реакторную камеру, состоящую из двух крайних одинарных и трех центральных спаренных стекол, длина и ширина которых составляет 11 см и 5,5 см соответственно, с толщиной всех стекол равной 3 мм и зазором внутри сдвоенных стекол составляющим 2 мм, а щели между двойными и одинарными составляют 4 мм.
Краткое описание чертежей и их материалов
На фиг. 1 дана схема переносного автономного устройства генерации озона.
На фиг. 2 дана общая схема реакторной камеры.
На фиг. 3 дана схема устройства реакторной камеры. А - слой металлизации, Б - полированное стекло.
Осуществление изобретения
3
Переносное автономное устройство генерации озона содержит озоноусточивый корпус 1, воздушный фильтр 2 (состоит из цилиндрического корпуса из ABS пластика, диаметром 100 мм, трех фильтрующих сеток с разным диаметром пор - 5 мм, 2,5 мм и 1 мм соответственно), блок осушения 3 (состоит из цилиндрического корпуса из ABS пластика диаметром 100 мм и заменяемого картриджа-адсорбера), проточный вентилятор 4 (производительностью 105 м/ч), выключатель 5, распределительную коробка 6, предохранитель 7, аккумулятор 8 (Li-ion типа, 12 В) и повышающий преобразователь 12-220 В 9, генератор последовательных импульсов 10 и высоковольтного импульсного преобразователя 11, термозащиту 12, реакторную камеру 13.
Работа комплексной установки генерации озона осуществляется следующим образом: при подключении к сетевому питанию (220 В, 50 Гц) 14 и переводе выключателя 5 в положение ВКЛ, включается проточный вентилятор 4, создающий отрицательное давление в области воздушного фильтра 2 и блока осушения 3, через которые засасывается воздух, далее попадающий в реакторную камеру 13. При включении устройства, электрический ток 14 поступает через повышающий преобразователь 9, в аккумулятор 8 и далее в генератор последовательных импульсов 10, выход которого последовательно соединен с высоковольтным импульсным преобразователем 11, подключенным к электродам реакторной камеры 13. Автономное питание обеспечивается аккумулятором 8 (Li-ion типа, 12 В), последовательно подключенным через повышающий преобразователь 12-220 В 9. Реакторная камера 13 состоит из двух крайних одинарных и трех центральных спаренных стекол, длина и ширина которых составляет 11 см и 5,5 см соответственно, с толщиной всех стекол равной 3 мм и зазором внутри сдвоенных стекол составляющим 2 мм, а щели между двойными и одинарными составляют 4 мм (Фиг 2, 3).
Благодаря исполнению корпуса 1 из озоноустойчивого пластика, вместо нержавеющей стали, а реакторной камеры 13 из полированного стекла со слоем металлизации, ввиду дороговизны и недолговечности керамических диэлектриков, достигается оптимальное соотношение веса, прочности и производительности, что благоприятно сказывается на мобильности и удешевляет его изготовление
3
Переносное автономное устройство генерации озона способно эффективно и безопасно работать в условиях повышенной влажности (до 95%), а также высокой степени запыленности (до 1000 мг/м) и в широком температурном диапазоне (от 0 до 40°С).
Полезным экономическим эффектом от использования устройства является снижение стоимости технологического процесса синтеза озона, которое достигается за счет снижения требований к качеству используемого воздуха, тем самым, исключая необходимость дополнительно применять отдельные фильтрующие и осушающие устройства
Увеличение эксплуатационного срока обеспечивается благодаря озоноустойчивому корпусу 1, выполненному из полихлортрифторэтилена, а внутреннего каркаса из нержавеющей стали. Предварительная очистка поступающего воздуха воздушным фильтром 2 и блоком осушения 3 исключает перерасход сгенерированного озона, благодаря чему повышается его концентрация в выходной озоно-воздушной смеси.