УСТАНОВКА ДЛЯ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ВОДЫ УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ
WATER UV-TREATMENT PLANT

Изобретение относится к области водоочистки и водоподготовки, в частности к многоламповым корпусным установкам, предназначенным для обеззараживания жидкостей ультрафиолетовым (УФ) излучением бактерицидного диапазона.
В данной области техники при разработке оборудования закрытого типа, в котором поток обрабатываемой жидкости ограничен корпусом установки, существует проблема, заключающаяся в неравномерном распределении скоростей потока по сечению во время его прохождения через зону УФ-облучения, образованную установленными внутри корпуса бактерицидными лампами. Это может привести к тому, что локальная струя воды, проходящая зону облучения со скоростью, значительно превышающей среднюю скорость потока, не получит необходимую дозу УФ-излучения и останется необеззараженной, что является недопустимым по установленным санитарным нормам.
Для решения указанной проблемы в корпусных установках применяют различные приспособления, предназначенные для обеспечения выравнивания и однородности скоростей отдельных частей потока обрабатываемой жидкости, проходящего зону УФ-облучения. Конструкции таких приспособлений во многом определяются геометрическими параметрами установок, в частности расположением входного и выходного патрубка для подвода и выхода воды на корпусе установки (торцевое или боковое расположение), диаметром патрубков, а также ориентацией ламп относительно направления потока.
Боковое расположение патрубков определяется тем, что их оси перпендикулярны продольной оси корпуса установки. При этом патрубки могут располагаться как на одной, так и на противоположных боковых поверхностях корпуса.
Известна корпусная установка для обеззараживания воды УФ-излучением с торцевым расположением патрубков и поперечной ориентацией УФ-ламп в зоне облучения, в которой для выравнивания скорости потока по его сечению используются диффузоры (патент США US 6976508, F15D 1/00, 2004 г.).
Диффузоры размещены в корпусе установки непосредственно перед входом потока в ламповую зону в заданном порядке и могут иметь различную форму полос, пластин, лопастей. Применение диффузоров позволяет разбить общий поток на отдельные части с более равномерным распределением скоростей по сечению, что улучшает гидравлические свойства установки и позволяет оптимально использовать УФ-излучение ламп. Однако использование известного технического решения эффективно только при торцевом подводе воды и не может быть применено для установок с боковым расположением подводящего и отводящего патрубков.
За прототип предложенного изобретения выбрано устройство для обработки воды ультрафиолетовым (УФ) излучением, содержащее цилиндрический корпус с боковым расположением подводящего и отводящего размещением патрубков, в основании которого выполнены отверстия, а внутри размещены поперечные дискообразные перегородки с отверстиями. УФ-лампы, заключенные в чехлы из материала, прозрачного для УФ-излучения, расположены внутри по всей длине корпуса таким образом, что их продольные оси ориентированы вдоль направления потока воды в камере устройства параллельно продольной оси корпуса. Лампы установлены в отверстиях оснований и перегородок, причем в отверстиях перегородок лампы установлены с зазором. Кроме того, в перегородках имеются дополнительные отверстия для прохождения воды. В центре окружности, образованной лампами, установлена дополнительная УФ-лампа (полезная модель РФ 13209, C02F 1/32, 27.03.2000 г.).
Благодаря наличию в перегородках дополнительных отверстий для прохождения потока воды и установка ламп в отверстиях перегородки с зазором позволяет снизить потери напора, предотвратить оттеснение потока к стенкам корпуса и обеспечить более эффективное облучение, а установка дополнительной лампы - повысить равномерность распределение УФ-излучения по потоку.
Недостатком известного устройства является то, что указанная конструкция из-за больших потерь напора не может использоваться при высоких скоростях движения потока в зоне обеззараживания, характерных для установок большой производительности с использованием современных высокомощных УФ-ламп. Кроме того, конструкция известного устройства не учитывает особенности формирования и прохождения потока через корпус установки при боковом расположении патрубков с точки зрения неравномерного распределения скоростей по сечению потока и, как следствие, неравномерности его облучения.
Технический результат, достигаемый при реализации предложенного изобретения, заключается в осуществлении возможности использования для высокоскоростных потоков, снижении потерь напора, повышении производительности оборудования и эффективности обеззараживания воды, а также в снижении энергозатрат на прокачивание воды для корпусных установок с боковым расположением патрубков.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в установке для обеззараживания воды ультрафиолетовым излучением, содержащей корпус с боковым расположением подводящего и отводящего патрубков, внутри которого по всей его длине установлены УФ-лампы, продольные оси которых ориентированы вдоль направления потока воды в камере параллельно продольной оси корпуса, и заключенные в защитные чехлы, прозрачные для УФ-излучения, согласно изобретению непосредственно после входного и перед выходным отверстиями патрубков в корпусе установки расположены средства для выравнивания потока, представляющие собой множество элементов, имеющих размер А по направлению потока с горизонтальным В и вертикальным С смещением относительно друг друга при условии, что В и С меньше А, а В примерно равно С, при этом количество элементов выбирается таким образом, чтобы было перекрыто все поперечное сечение патрубка.
Целесообразно, чтобы элементы были выполнены в форме лопаток, уголков или полос.
На фиг.1 показана предлагаемая установка для обеззараживания воды УФ-излучением; на фиг.2 - расположение выравнивающих поток элементов в корпусе установки, фиг.3 поясняет распределение потока на выравнивающих элементах.
Предлагаемое устройство состоит из корпуса 1 с боковым расположением входного и выходного патрубков 2, 3, в котором установлены УФ-лампы 4 в защитных чехлах, и элементов 6, предназначенных для выравнивания скоростей потока, расположенных в корпусе установки непосредственно после входного и перед выходным отверстиями патрубков по всей их диагонали. Элементы имеют в направлении потока 7 размер 8 А и расположены с горизонтальным смещением 9 В и вертикальным смещением 10 С относительно друг друга по всему диаметру патрубка, причем В приблизительно равно С, а В, С меньше А.
Устройство работает следующим образом: поток 7 обеззараживаемой жидкости подводится через входной боковой патрубок 2 к входному отверстию, поворачивается и разбивается при помощи выравнивающих элементов 5 на отдельные части, каждая из которых проходит вдоль рядов ламп 4, получая требуемую дозу УФ-облучения, под действием которого обеззараживается. Обеззараженная жидкость удаляется из корпуса через отводящий патрубок 3.
Использование множества элементов в качестве средства для выравнивания потока в корпусных установках с боковым расположением патрубков учитывает специфику их геометрии при формировании потока и позволяет не только сравнять скорости протекания потока по всему сечению ламповой зоны путем разделения его на отдельные части, но и снизить потери напора за счет отсутствия перегородок, что делает процесс обеззараживания жидкости более эффективным.
Пример реализации изобретения
3
3
Установка для обеззараживания жидкости типа УДВ 30А производства ЗАО «ЛИТ» имеет цилиндрический корпус 1 длиной 2,6 м и диаметром 0,7 м с Z-образным расположением патрубков. Диаметр входного и выходного патрубков 2, 3 составляет 0,5 м. Производительность установки - около 2000 м/час, в то время как производительность установки по прототипу всего 150 м/час.
Внутри корпуса по всей его длине установлено 30 бактерицидных амальгамных ламп 4 низкого давления, заключенных в защитные кварцевые чехлы, ориентированных вдоль потока 7. Длина ламп составляет 2,5 м. Лампы имеют герметичные уплотнения электрических контактов и закреплены в торцевых стенках корпуса таким образом, что их продольные оси ориентированы вдоль направления потока в камере обеззараживания и параллельно продольной оси корпуса. На входе в корпус после входного отверстия по его диагонали установлено 6 шт. элементов 6 в форме лопаток, каждый из которых имеет по потоку длину 8 А=150 мм. Лопатки расположены с горизонтальным смещением 9 В=84 мм относительно друг друга и вертикальным смещением 10 С=100 мм. Количество лопаток выбирается таким образом, чтобы было перекрыто все поперечное сечение патрубка. Использование лопаток как средства для выравнивания потока позволяет использовать предложенную установку для обработки высокоскоростных потоков воды за счет снижения потерь напора и, как следствие, уменьшить энергозатраты на прокачивание воды пропорционально падению потерь напора.