СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДЕЗИНФИЦИРОВАНИЯ ЗАМКНУТЫХ ПРОСТРАНСТВ

Настоящая полезная модель касается устройства для дезинфицирования замкнутых пространств аэрозольным средством; устройство имеет особенность, в соответствии с которой аэрозоль распыляется посредством отрицательных и положительных электростатических зарядов поочередно на основе достигнутого значения напряженности электростатического поля, индуцированного в обрабатываемом замкнутом пространстве; результатом этого является снижение доз дезинфицирующего средства, ускорение обработки по дезинфекции воздуха и поверхностей, а также ускорение выпадения в осадок взвешенных частиц вследствие индуцированного роста их размера, что позволяет достичь ускоренного оседания продукта после его распыления и применения, а, следовательно, повысить производительность в результате того, что время, необходимое для безопасного доступа в замкнутое пространство после обработки, сокращается.
Описание предшествующего уровня техники
Микроорганизмы, присутствующие в воздухе, стремятся оставаться во взвешенном состоянии в результате броуновского движения, что связано с фактом их отталкивания друг от друга. Отталкивание является результатом того, что микроорганизмы имеют схожую друг с другом структуру, а также того, что, как хорошо известно, электрические заряды в биполярной системе клеточной мембраны имеют положительный знак на поверхности и отрицательный знак в направлении протоплазмы, находящейся во внутреннем пространстве.
На эффективность дезинфекции замкнутого пространства с помощью аэрозольного средства оказывает влияние размер капель, поскольку лишь капли размером менее 5 мкм, в силу высокого значения поверхностного натяжения оболочки капли, образуют сухой аэрозоль, который сохраняется во взвешенном состоянии в воздухе и обладает высокой подвижностью, и который может взаимодействовать с микроорганизмами, взвешенными в воздухе.
С другой стороны, дезинфекция замкнутого пространства также требует обработки поверхностей, достичь которые, таким образом, должны капли, способные к смачиванию, и которые, следовательно, имеют меньшее натяжение поверхностной пленки, одним словом, капли большего размера.
По своей природе традиционные системы, предназначенные для производства аэрозолей в целях дезинфекции, производят смесь из капель различных размеров, которые находятся в диапазоне, изменяющемся в зависимости от системы, но обычно составляющем от 1 до 20 мкм, создавая возможность, так или иначе, удовлетворить этим двум противоречащим друг другу требованиям.
Однако, поскольку только капли размером менее 5 мкм остаются во взвешенном состоянии и, таким образом, могут воздействовать на микроорганизмы, капли большего размера имеют тенденцию к быстрому выпадению на малом расстоянии.
Это приводит к возникновению двух проблем. Первая заключается в том, что с использованием таких традиционных систем дозы дезинфицирующего средства должны быть весьма большими. Обычно требуются дозы, превышающие 10 грамм дезинфицирующего средства на один кубический метр замкнутого пространства, в соответствии с химической/биологической активностью используемого продукта и типом устройства.
На самом деле, при использовании таких традиционных систем, чтобы иметь возможность достижения контакта и с микроорганизмами, и с поверхностями, среднее значение нормально распределенной совокупности размеров капель должно быть около 10 мкм, чтобы иметь как тонкодисперсные капли, находящиеся во взвешенном состоянии, так и большие, смачивающие капли. Как следствие, на каждую малую каплю размером от 1 до 5 мкм, которая сохраняется во взвешенном состоянии и взаимодействует с микроорганизмами во взвешенном состоянии, производится примерно такое же число больших капель размером от 15 до 20 мкм; последние выпадают быстро и большей частью остаются неиспользованными в окрестности генератора.
Чтобы представит себе количество продукта, которое может быть потеряно, следует помнить, что выпадающая капля размером 20 мкм имеет вес, в 1000 раз превышающий вес капли в 2 мкм, которая остается во взвешенном состоянии. Если говорить коротко, при использовании таких традиционных систем большое количество продукта теряется также ввиду того, что требуются длительные периоды распределения для обеспечения вырабатывания необходимого минимального количества малых капель.
Вторая проблема связана с тем, что с использованием данных систем, почасовая производительность обработки, в общем, мала, поскольку требуется долгое время ожидания для безопасного доступа в помещение после обработки. Циклы обработки имеют общую продолжительность от одного до двух часов в зависимости от объема помещения. В самом деле, после распыления требуется перерыв не менее одного часа, перед тем как можно войти, чтобы люди не вдыхали дезинфицирующее вещество, которое все еще находится во взвешенном состоянии, поскольку даже в условиях отсутствия движения воздуха и без учета броуновского движения время осаждения частиц размером 1-5 мкм по закону Стокса составляет несколько часов.
Например, если говорить о дезинфекции пятидесяти комнат гостиницы, используя традиционные способы и единственное устройство, понадобится почти 100 часов работы. Такой период времени недопустим, имея в виду тот факт, что обработку можно проводить исключительно в течение короткого отрезка времени, когда после освобождения комнаты она остается в распоряжении обслуживающего персонала для приведения ее в порядок. Если для приведения комнат в порядок имеется 2 часа, понадобится пятьдесят комплектов устройств, т.е. один на комнату, в то время как достаточно будет только четырех комплектов, если общая продолжительность обработки составит лишь 10 минут.
По существу ясно, что полезная производительность устройства для дезинфицирования замкнутых пространств прямо пропорциональна содержанию ультратонкодисперсных капель, присутствующих в распыляемом аэрозоле, и обратно пропорциональна времени ожидания, которое требуется для оседания дезинфицирующего вещества после его распыления.
В настоящее время аэрозоли для дезинфицирования замкнутых пространств производятся с помощью сопел Вентури. Системы с центробежными распылителями для дезинфицирования замкнутых пространств на практике не используются, однако более широко применяются в сельском хозяйстве и для работ по покраске.
Существует также система, в которой используется пьезоэлектрический эффект. Обычно она применяется только для увлажнения воздуха, поскольку пьезоэлектрические преобразователи непригодны для работы с растворами, составленными химическими продуктами, в особенности коррозионно-активными продуктами, такими, например, как перекись водорода и перкислоты. Кроме того, существует экранная система (screen system), которая хотя и достаточно широко распространена, имеет существенные ограничения, как будет обсуждаться ниже.
В любом случае, в патентной литературе, касающейся различных систем тонкого измельчения и распыления, не существует приложений подобных настоящему, в котором размер частиц во взвешенном состоянии после распыления регулируется ионизацией и чередованием электростатических полей противоположной полярности.
При распылении с использованием эффекта Вентури жидкость разделяется на малые капли посредством сжатого воздуха, который пропускается совместно с жидкостью через сопла, содержащие суживающиеся/расширяющиеся каналы. Получают туман с широким диапазоном размера капель, в лучшем случае от 1 до 20 мкм, где среднее значение нормально распределенной совокупности составляет около 10 мкм.
Распределение размеров является результатом того, что распыление создается процессом, связанным с турбулентностью потоков текучей среды, т.е. по существу случайным процессом. Кроме того, в областях, где концентрация образуемых капель высока, некоторые из образованных капель коалесцируют и объединяются друг с другом, образуя последующие более крупные капли, как вследствие высокой вероятности встречи, так и противоположности знаков электростатических зарядов, которые капли и материалы приобретают благодаря «размельчению» жидкости и трению. В данном способе размеры, таким образом, распределяются в широком диапазоне, и процентное содержание капель размером около 1 мкм мало.
В действительности, для уменьшения размера капли в некоторых случаях применения дальше по ходу за соплом Вентури добавляют акустические или ультразвуковые резонаторы. Об этом говорится в следующих патентах: FR 2481782, на имя Wanson, FR 2748476 - Klein, EP 0394629 - Caldyn Apparatebau, DE 3305664 - Kurosaki Refractories, GB 1507929 - Mitsubishi Precision, GB 2096911 - Simpkins, US 6513736 - Corning Inc., EP 1682279 - Gloster Sante Europe.
Если обратиться, в частности, к идее, изложенной в патенте EP 1682279, зарегистрированном в 2003 г. и рассчитанном в явной форме на распыление как можно более тонких аэрозолей с целью дезинфекции замкнутых пространств, то отмечается, что полученное распределение капель в этом случае также имеет достаточно широкий диапазон, поскольку говорится: «диаметр порядка 2-20 мкм со средним значением нормально распределенной совокупности от 7 до 15 мкм».
Система распыления на основе центробежного распылителя, а именно та, что используется в настоящем изобретении, образована главным образом чашей или колоколом, который вращается с высокой скоростью, обычно в пределах от 15000 до 60000 оборотов в минуту. Материал, который обычно подается в центральную часть, выбрасывается колоколом за счет центробежной силы и далее поток капель отклоняется в требуемом направлении струей сжатого воздуха или воздуходувным устройством. При таком способе образуются капли с узким диапазоном распределения размеров, и способ используется главным образом в окрасочных системах, в особенности в системах окраски в электростатическом поле, а также в сельском хозяйстве. В данных областях применения особенно мелких капель не требуется, при этом оптимальный размер капель составляет около 30 мкм, однако требуется узкий диапазон распределения размеров, что система способна обеспечить.
В области применения для окрашивания в электростатическом поле используется напряжение постоянного тока порядка 40-100 кВ для придания каплям электрического заряда, так чтобы они притягивались окрашиваемой частью, помещенной спереди и соединенной с другим зажимом генератора напряжения. Во всех этих системах электрический заряд сообщается аэрозолю с фиксированной и неизменной полярностью (положительной или отрицательной) в тот момент, когда продукт соприкасается с вращающимся колоколом, к которому различными способами прикладывается напряжение. В частности, данные системы описаны в ЕР 0857515 A3, Illinois Tool Work Inc., US 4723726, Toyota и др., US 4887770, Wacker и др., US 5474236, US 5433387, Ransburg Corp., US 6053437, Nordson Corp., US 6003784, Gunnar Van de Steur.
В другом способе распыления используются пьезоэлектрические устройства, которые путем генерирования колебаний высокой частоты приводят к колебанию жидкости, соприкасающейся с ними, жидкость распадается на частицы, которые затем увлекаются потоком воздуха. Такие системы описаны в патенте ЕР 0860211, зарегистрированном Degussa, US 5145113 - United technologies Inc., а также US 6855943 - Northrop Grumman Corporation. Наконец, существует другая система, в которой используется релеевский распад и которая описана в патентах US 6189813 и US 6378788, зарегистрированных Corning Inc.
В экранных системах жидкость разбрызгивается на сетку посредство лопастного ротора, который подает жидкость из резервуара, что при столкновении приводит к образованию капель с большим разбросом размеров. Естественно, при столкновении также образуются электростатические заряды разного знака, что связано с трением. Потоком воздуха в виде аэрозоля увлекаются только мельчайшие капли. Более крупные капли, напротив, выпадают в резервуар, как и те, что в это время образовались из тонкодисперсных капель благодаря статическому электричеству и явлению коалесценции.
Такое устройство, которое используется в быту главным образом просто как увлажнитель, производит аэрозоль с минимальным размером капель около 15-20 мкм, т.к. если уменьшить скорость потока воздуха, чтобы увлекать только более мелкие капли, производство становится ничтожно малым. Относительно большой размер капель обеспечивает возможность проведения дезинфекции исключительно в окрестности устройства, а области, находящиеся в мертвой зоне относительно генератора аэрозоля, обрабатываются с трудом, что приводит к использованию высоких доз и большим потерям продукта.
Ни одно из применений и ни один из способов, указанных выше, или иных на их основе, не претендует ни на какое управление ростом капель и частиц во взвешенном состоянии после диспергирования, либо на их оседание, посредством чередования циклов с изменением полярности электростатического поля или иными способами.
За исключением дезинфекции замкнутых пространств, в большинстве областей практического применения нет смысла в начальном создании тонкодисперсных капель, а затем в увеличении их размера после распыления в воздухе. При окрашивании размер капель, эмитируемых системой распыления, должен составлять не менее 25 мкм, чтобы продукт не высыхал слишком быстро, что приводит к образованию областей с грубой и шероховатой поверхностью. При распылении в нуждах сельского хозяйства также требуется не допускать образования чрезмерно малых капель системой распыления, чтобы предотвратить распыление на другие участки земли и потерю продукта.
Описание изобретения
В способе и устройстве для дезинфицирования замкнутых пространств по настоящему изобретению используется центробежный распылитель в качестве генератора аэрозоля в сочетании с дополнительными компонентами, необходимыми для достижения указанных результатов. Эти результаты, в сравнении с традиционными системами, заключаются в существенном снижение доз дезинфицирующего средства, ускорении обработки по дезинфекции воздуха и поверхностей, а также достижении ускоренного оседания продукта после диспергирования, что приводит к более высокой производительности и снижению времени, необходимого для безопасного доступа в замкнутое пространство после обработки.
Используемый центробежный распылитель образован колоколом, который вращается с высокой скоростью. Вращение приводит к разделению подаваемой жидкости на малые капли, которые покидают наружную кромку посредством центробежной силы.
В настоящей заявке используются соответствующие меры по предотвращению неуправляемого объединения малых капель после их образования в более крупные капли путем коалесценции или притяжения. Посредством генерирования электростатического поля в области формирования аэрозоля к отдельным эмитируемым каплям прикладывается электрический заряд одинаковой полярности. Кроме того, электромагнитное поле той же полярности распределяется в подвергаемом обработке замкнутом пространстве. Поскольку капли обладают одинаковой полярностью электростатического заряда с момента их образования, они стремятся отталкиваться друг от друга, так что они продолжают свое движение, пока не будут притянуты частицами противоположной полярности, которые уже имеют место или были ранее диспергированы в замкнутом пространстве.
Напряженность и полярность электростатического поля в обрабатываемом замкнутом пространстве предпочтительно постоянно измеряются с помощью инструмента внутри генератора аэрозолей. На основе измерений программируемая система управления устройства изменяет полярность электростатического поля, когда его насыщенность достигает заданного уровня в обрабатываемом замкнутом пространстве. Менее предпочтительно изменять полярность в запрограммированные моменты времени, а также на основе экспериментальных исследований и наблюдений.
Эти меры контролируют агрегирование частиц, происходящее исключительно в отношении частиц с зарядами противоположного знака, после диспергирования в замкнутом пространстве и по команде устройства, управляющего этим процессом. Кроме того, капли выталкиваются из устройства в направлении замкнутого пространства без использования сжатого воздуха или какой-либо системы, создающей компрессию, что предотвращает концентрирование капель и образование неконтролируемых электростатических зарядов.
Аэрозоль, распыляемый устройством, представляет собой сухой аэрозоль с ультратонкодисперсными каплями с узким диапазоном распределения, предпочтительно в пределах от 1 до 5 мкм, при среднем значении нормально распределенной совокупности, составляющем около 2,5 мкм. Тонкодисперсность капель способствует распылению дезинфицирующего средства во все части замкнутого пространства посредством броуновского движения, осуществляя, таким образом, дезинфицирующую обработку даже в областях и на поверхностях, не подверженных прямому воздействию.
Центробежный распылитель представляет собой устройство, которое используется при сушке, при окрашивании и в сельском хозяйстве. Применительно к окрашиванию, оно используется в качестве альтернативы системе распыления на основе сопла Вентури, поскольку образует туман с каплями определенного размера при минимальном разбросе размеров. В работе по окрашиванию эта система часто объединяется с электростатическими системами, которые направляют поляризованный туман на окрашиваемый объект, обладающий полярностью противоположного знака. Используется напряжение постоянного тока порядка 40-100 кВ для придания электрического заряда каплям, так чтобы они притягивались окрашиваемой частью, помещенной спереди и соединенной с другим зажимом генератора напряжения.
Во всех этих системах электрический заряд сообщается аэрозолю с фиксированной и неизменной полярностью (положительной или отрицательной) в тот момент, когда продукт соприкасается с вращающимся колоколом, к которому различными способами прикладывается напряжение. Система отрегулирована так, чтобы не допустить образования чрезмерно малых капель, чтобы уменьшить потери краски и повысить качество конечного продукта. В общем, стремятся получить оптимальный размер капли, составляющий около 25 мкм, и струю с максимально высокой концентрацией капель.
Применительно к окрашиванию, вращающийся колокол, таким образом, специально находится в окружении струи сжатого воздуха с целью создания компрессии и направления струи, сохраняя высокой концентрацию капель на всем пути от распылителя до окрашиваемого объекта.
В то же время, при распылении продуктов для нужд сельского хозяйства туман также должен быть образован каплями не менее 25 мкм, чтобы туман был достаточно «тяжелым» при его образовании и мог с готовностью оросить посевы, не допуская потерь продукта и распыления за пределами обрабатываемой зоны вследствие ветра.
Наоборот, способ и устройство по настоящему изобретению предназначены для создания аэрозольной струи с каплями как можно меньшего размера и с наименьшей концентрацией в единице объема, т.е. максимально разбавленной в воздушном потоке переноса. С использованием электростатических полей и управляемой сменой знака поляризации, начиная с полностью тонкодисперсных капель, данная система может сначала привести тонкодисперсные капли к взаимодействию с микроорганизмами, а затем увеличить капли, которые уже диспергированы в воздухе, до размера, пригодного для увлажнения поверхностей, что приводит к использованию минимального количества дезинфицирующего средства.
Как уже отмечалось, на эффективность дезинфекции замкнутого пространства с помощью аэрозольного средства оказывает влияние размер капель; лишь капли размером менее 5 мкм остаются во взвешенном состоянии в воздухе, образуя сухой аэрозоль, который способен перемещаться в силу броуновского движения с возможностью взаимодействия с микроорганизмами, взвешенными в воздухе. С другой стороны, дезинфекция замкнутого пространства также требует обработки поверхностей, которых должны достичь капли большего размера, способных к смачиванию.
Тот факт, что в новой системе, представленной в настоящем описании, аэрозоль производится исключительно в ультратонкодисперсных каплях, которые вынужденно увеличиваются в размере лишь на следующем шаге, обеспечивается преимущество в том, что бесспорно потребуются меньшие дозы, более чем в десять раз, по сравнению с традиционными системами для дезинфекции. Аэрозоль генерируется таким образом, чтобы создать посредством центробежного распылителя лишь капли размером от 1 до 5 мкм со средним значением нормально распределенной совокупности, составляющим около 2,5 мкм, так чтобы весь диспергированный продукт оставался во взвешенном состоянии в воздухе на первой стадии операции.
Следующая особенность заключается в том, что в момент осуществления эмиссии аэрозоля в обрабатываемое замкнутое пространство, он поступает с электростатическим зарядом путем чередования периодов отрицательной полярности и положительной полярности. Это дает ряд преимуществ. Первое заключается в том, что поскольку только что образованные капли электрически поляризованы и имеют одинаковый знак, они стремятся отталкиваться друг от друга, что предотвращает бесконтрольный рост путем агрегирования и коалесцирования.
Второе преимущество состоит в способности к быстрому взаимодействию с микроорганизмами, взвешенными в воздухе. Как известно, в биполярной системе клеточных мембран микроорганизмов электрический заряд на поверхности имеет положительный знак, а в направлении протоплазмы, которая находится во внутреннем объеме, - отрицательный знак. Следовательно, поскольку микроорганизмы имеют один и тот же положительный заряд на своей поверхности, они стремятся отталкиваться друг от друга (Фиг.1).
Если первоначально распыляется аэрозоль с тонкодисперсными отрицательно заряженными каплями, они притягиваются наружными мембранами микроорганизмов (Фиг.2). Этот способ не нов, и на рынке имеются различные очистители воздуха, эмитирующие отрицательные ионы. Однако следует отметить, что поскольку частицы, образуемые простым агрегированием частиц, находящихся во взвешенном состоянии в воздухе, и отрицательных ионов, не являются электрически нейтральными, а имеют свободный отрицательный электрический заряд, они отталкиваются друг от друга с большей силой, чем изначальные микроорганизмы (Фиг.3). Если дезинфицирующее средство распыляется подобным образом, оно входит в контакт с частицами во взвешенном состоянии, но другие частицы, образованные путем агрегирования, продолжают оставаться во взвешенном состоянии, поскольку электрически отталкиваются друг от друга, а также, потому что сохраняют очень малый размер.
Способ и устройство по настоящему изобретению не ограничиваются диспергированием отрицательных ионов, в них этапы распыления аэрозолей с отрицательным электрическим зарядом чередуются с этапами распыления аэрозолей с положительным зарядом. Процесс начинается с этапа, на котором распыляются аэрозоли с отрицательным зарядом. Когда измеритель электростатического поля, которым снабжено устройство, детектирует, что в воздухе замкнутого пространства достигнут заданный уровень поля, полярность изменяется, и распыляются аэрозоли с положительным зарядом.
За счет электрического притяжения, положительно заряженные капли, которые диспергированы в данный момент, притягивают ранее образованные агрегированные мицеллы, обладающие отрицательным зарядом (Фиг.4). Образуются новые соединения (Фиг.5), которые далее разрастаются (Фиг.6), покрывая микроорганизм и делая его существенно более тяжелым (Фиг.7).
Доза дезинфицирующего средства, которая зависит от объема обрабатываемого помещения, таким образом, разделяется на несколько этапов, которые выполняются последовательно с изменением полярности заряда, переносимого каждый раз. В простейшем случае процесса выполняется цикл, состоящий из двух этапов диспергирования, первого - с отрицательной полярностью, а второго - с положительной полярностью. Цикл, составленный из диспергирования с отрицательным зарядом, за которым следует диспергирование с положительным зарядом, может выполняться один или несколько раз, предпочтительно несколько раз, чтобы вызвать больший рост частиц во взвешенном состоянии, пока это не приведет к их оседанию.
Рассеивание аэрозолей поочередно с противоположными электрическими зарядами также означает, что капли, которые не имели возможности объединиться с микроорганизмами, присоединятся к другим противоположного знака посредством электрического притяжения, что приведет к образованию более крупных капель, необходимых для смачивания поверхностей (Фиг.8), и при этом путем осаждения ликвидируются взвешенные тонкодисперсные капли, когда они более не требуются.
Чередование электрического заряда в аэрозоли, таким образом, прежде всего, обеспечивает диспергирование капель, которые могут прийти в соприкосновение с микроорганизмами, и далее образование более крупных капель, которые выпадают в виде осадка с нейтральным электрическим зарядом. Эти новые частицы легко смачивают поверхности и отделяются от воздуха, в который они поступили как тонкодисперсные капли, в течение весьма короткого времени, порядка нескольких минут, в сравнении с часами в традиционных системах по дезинфекции. Это также относится к каплям аэрозоля, которые никак не связаны с взвешенными микроорганизмами.
В устройстве по настоящему изобретению особое внимание уделяется форме и деталям конструкции колокола и системе переноса и диспергирования, так чтобы образовывались только капли весьма тонкой структуры. Взамен направления струи посредством сжатого воздуха, как в большинстве случаев традиционного применения, что создает области сжатия аэрозоля, а, следовательно, сосредоточение и коалесценцию капель с образованием других, более крупных капель, струя управляется последовательно с использованием двух концентрических ламинарных потоков воздуха-носителя, который продувается поступательно, так что не образуется областей, в которых аэрозоль подвержен сжатию.
Ламинарный поток, который сначала встречает струю, имеет цель позволить струе аэрозоля расшириться. Задача второго потока - дополнительно разбавить струю и вытолкнуть ее как можно дальше, и вместе с тем приложить электрический заряд. Это обеспечивается устройством для создания коронного разряда, установленного таким образом, чтобы оно могло менять полярность поля и эмитируемых ионов, когда напряженность электростатического поля в воздухе в обрабатываемом замкнутом пространстве достигает заданной величины, введенной в программу устройства, либо по времени и на основе экспериментальных данных.
Как показано на Фиг.9 и 10, жидкость, которая должна пройти тонкое измельчение, поступает в центральную камеру 13 колокола 12, которая сообщается с наружной частью через набор малых отверстий 14, расположенных радиально или под наклоном. Колокол вращается со скоростью от 10000 до 100000 оборотов в минуту, предпочтительно 30000 оборотов в минуту, образуя пленку жидкости, которая рассекается внутренними краями быстровращающихся отверстий, что приводит к образованию капель стандартного размера от 1 до 5 мкм, покидающих колокол под действием центробежной силы. Капли собираются первичным ламинарным потоком воздуха, так чтобы образовать тонкодиспергированный аэрозоль.
Поток аэрозоля сразу же смешивается с вторичным воздушным потоком, который предварительно заряжен статическим электричеством посредством генератора электростатического поля, работающего на основе коронного разряда и при диспергирующей способности рабочих концов электродов. Поток генерируется с помощью воздуходувного устройства с высоким выходом для обеспечения максимального разбавления и создания потока, выброс которого достаточен для обработки замкнутых пространств, даже если их объем и размеры весьма велики.
Электростатический заряд аэрозоля создается в устройстве электрическим полем, генерируемым с помощью рабочих концов электродов, на которые подается напряжение от 2000 до 20000 В, предпочтительно не более 10000 В, чтобы избежать образования озона. Генератор поля выполнен с возможностью изменения знака полярности. Кроме того, он имеет датчик, измеряющий напряженность электростатического поля, присутствующего в обрабатываемом замкнутом пространстве, путем измерения его в воздухе, поступающем в устройство. Данная измерительная система используется системой управления устройства в целях установления оптимального момента для изменения знака электростатического заряда, сообщенного аэрозолю. По альтернативному варианту, хотя и менее предпочтительному, полярность электростатического поля также может меняться по истечению заданных и запрограммированных периодов времени.
На первом этапе диспергирования электростатический заряд, сообщенный аэрозолю, всегда имеет отрицательную полярность, так чтобы капли могли объединяться за счет притяжения с микроорганизмами, имеющими положительный поверхностный заряд.
Аэрозоль отделяется от устройства при помощи потока, который предпочтительно направлен вверх, хотя это может происходить под любым углом, поскольку малый размер капель аэрозоля позволяет распылять аэрозоль с высокой скоростью в любом направлении, достигая даже мертвых зон относительно устройства.
Устройство по изобретению определяется прилагаемой формулой изобретения. В частности, устройство содержит:
- наружную оболочку из непроводящего материала, предпочтительно соединяющую в себе цилиндрическую и коническую форму и имеющую вертикальную ось,
- внутреннюю оболочку из непроводящего материала, предпочтительно соединяющую в себе цилиндрическую форму и форму усеченного конуса, и имеющую вертикальную ось, при этом она установлена так, чтобы образовать камеру для прохода воздуха между двумя оболочками,
- высокоскоростной вращающийся колокол, установленный внутри внутренней оболочки в окрестности одного ее конца, диаметр которого таков, чтобы оставался свободный кольцеобразный проход между колоколом и выходной кромкой внутренней оболочки,
- нагнетатель воздуха, работающий таким образом, чтобы воздух принудительно проходил в ламинарной форме через вышеупомянутый кольцеобразный проход,
- профиль колокола центробежного распылителя для образования внутренней кольцеобразной камеры, в которую дозированно поступает жидкость и которая сообщается посредством малых отверстий с наружной частью, имеющей вогнутую форму для обеспечения возможности отклонения капель,
- воздуходувное устройство для генерирования воздушного потока в камере, существующей между наружной оболочкой и внутренней оболочкой,
- средство, пригодное для создания электростатического поля и для обеспечения устройством выхода ионизированного аэрозоля поочередно с отрицательной полярностью и положительной полярностью,
- возможно средство, способное измерять электростатический заряд в обрабатываемом замкнутом пространстве,
- средство, пригодное для дозированной подачи жидкости, предназначенной для образования аэрозоля, в камеру, расположенную внутри колокола центробежного распылителя,
- программируемая система для дозирования аэрозоля в зависимости от объема обрабатываемого замкнутого пространства, требуемых доз и вида дезинфицирующего средства, а также для выполнения различных этапов цикла, в том числе мониторинга и изменения знака электростатического заряда аэрозоля, который предпочтительно производится на основе измерений электростатического заряда, имеющего место в обрабатываемом замкнутом пространстве.
Дополнительные преимущества и характеристики способа и устройства по изобретению станут понятны из последующего подробного описания, связанного с прилагаемыми Фигурами 9 и 10, которые представлены исключительно в качестве неограничивающего примера и на которых схематично показано устройство для реализации способа производства аэрозоля.
Устройство определяется наружной оболочкой 1 из непроводящего материала и предпочтительно соединяющей в себе цилиндрическую форму и форму усеченного конуса, и имеющей вертикальную ось. Внутренняя оболочка 2 из непроводящего материала, предпочтительно соединяющая в себе цилиндрическую форму и форму усеченного конуса, и имеющая вертикальную ось, расположена внутри наружной оболочки 1 и удерживается на месте посредством разделителей 3, так чтобы между двумя емкостями оставался свободный проход 4.
Воздуходувное устройство 5, создающее воздушный поток 6, расположено в нижней части оболочки 1. Генератор 7 электростатического поля расположен над воздуходувным устройством 5 и имеет рабочие концы 8 электродов и систему 9 для измерения напряженности поля в поступающем воздухе. Устройство работает при напряжении от 2000 до 20000 В, предпочтительно не более 10000 В, чтобы избежать образования озона. Генератор поля выполнен с возможностью изменения полярности поля и эмитируемых ионов. Измерительная система 9 содержит емкостный или эквивалентный датчик, который совместно с соответствующей электронной системой может определить напряженность электростатического поля, присутствующего в обрабатываемом замкнутом пространстве путем его измерения в воздухе, поступающем в устройство. Данная измерительная система используется системой управления устройства в целях установления оптимального момента для изменения знака электростатического заряда, сообщенного аэрозолю.
Двигатель 10 установлен внутри внутренней оболочки 2 и приводит в действие вращающийся колокол 12 посредством вала 11. Колокол 12 имеет внутреннюю камеру 13, из которой посредством центробежной силы жидкость подается в направлении отверстий 14, образованных радиально под прямыми углами или с наклоном, так чтобы рассекать жидкостную пленку, образуемую во внутренней камере 13 после поступления жидкости по каналу 15.
Колокол вращается со скоростью от 10000 до 100000 оборотов в минуту, предпочтительно 30000 оборотов в минуту. В процессе вращения отверстия рассекают жидкостную пленку на чрезвычайно мелкие капли, которые выбрасываются на вогнутый участок 16 колокола.
Двигатель 10 посредством вала 17 также приводит в действие нагнетатель 18, создающий воздушный поток 19, который заряжается в проходе 20. По альтернативному варианту воздушный поток 19 также может создаваться с помощью отдельного нагнетателя и, таким же образом, нагнетатель 18 может приводиться в действие двигателем отдельно от двигателя 10.
Сочетание воздушных потоков 6 и 19 с каплями, выброшенными из вращающегося колокола 12, образует аэрозоль 21, поляризованный электростатическим зарядом.
Устройство укомплектовано устройствами для вращения двигателя 10 с установленной скоростью, системами для мониторинга электрического поля в воздухе обрабатываемого замкнутого пространства и для изменения полярности генерируемого электростатического поля, а также устройствами для программирования обработки в зависимости от обрабатываемого объема, дозировки и от типа дезинфицирующего средства.