УСТРОЙСТВО ДЛЯ АСЕПТИРОВАНИЯ ВОЗДУХА

Полезная модель относится к устройствам для обеззараживания воздуха и может быть использована в микробиологической, пищевой и медицинской промышленности. Устройство несложно и технологично в изготовлении, и делает широким его внедрение в медицинских, санаторно-курортных, исследовательских, и спортивно-оздоровительных учреждениях.
Известно устройство для асептирования по (1), 1. Авторское свидетельство СССР №947029, кл. С 01 В 13/10, 1982. Устройство для асептирования содержит высоковольтный генератор, электронную схему по генерации, стабилизации высоковольтных импульсов, электрозащиты, контроля и блок электропитания с использованием сетевого энергообеспечения 220 или 380 кВ.
Оно обладает рядом несовершенств, среди которых следует указать на невозможность использования без энергообеспечения 220 или 380кВ, достаточную сложность конструкции и электронного обеспечения, а так же металла и энерго затрат. Наиболее близкое по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому изобретению устройство для асептирования воздуха по(2), 2. Авторское свидетельство СССР №1493262, кл. А 61 L 9/22, 1989., которое содержит диэлектрический корпус, имеющий форму цилиндра, и размещенные в нем высоковольтные разнополярные электроды, один из которых выполнен в виде металлической крыльчатки, соосно установленной в корпусе, а другой в виде электропроводящего диска, снабженного конусообразными элементами, обращенными в сторону крыльчатки, которая установлена с возможностью вращения. Конусообразные элементы имеют усеченную форму и каналы для прохождения воздуха, причем они установлены на электроде - диске с чередованием в шахматном порядке, шаг между элементами составляет 0,65-0,75 их высоты. Электрод-диск соединен с источником высокого
напряжения 10 кВ, 50 Гц., электрод-крыльчатка заземлен.
Недостаток указанного устройства состоит в больших энергозатратах источника высокого напряжения, который смонтирован отдельно от устройства для асептирования, имеет сложную электрическую схему со стабилизацией напряжения, с необходимостью подводки электрообеспечения по низкой /сети 50 Гц, 220 или 380 В/ и по высокой стороне /10-20 кВ/, качественно защищенной: по пробою цепи высоковольтного подводящего тракта, а также по изоляции и защите всего модуля, выполненного в диэлектрическом корпусе.
Выбранное за прототип «Устройство для асептирования воздуха» Патент 2080888 А 61 N 1/44, А 61 L 9/22, 1997 г.
Устройство для асептирования воздуха, содержащее цилиндрический корпус, оснащенный двумя высоковольтными разнополярными электродами, один из которых выполнен в виде крыльчатки, соосно установленной в корпусе с возможностью вращения, а другой - в виде проводящего диска, связанного с положительным выходом источника высокого напряжения, причем сторона диска, обращенная в сторону крыльчатки, снабжена конусообразными элементами усеченной формы с каналами для прохождения воздуха, при этом сплошные конусообразные элементы и элементы с каналами расположены в шахматном порядке, отличающееся тем, что источник высокого напряжения выполнен в виде электроимпульсного пьезоэлектрического генератора, состоящего из «п» модулей, каждый из которых представляет безрычажную спаренную конструкцию с единым эксцентриком и встречно включенными элементами сегнетопьезоэлектрических сборок, собранный в металлическом корпусе и установленный на проводящих опорах, отрицательным выходом связанный с осью восьмилопастного электрода крыльчатки, а положительным - с электропроводящим диском, при этом электропроводящий диск и крыльчатка установлены в корпусе с возможностью регулирования зазора между ними.
Недостаток описанного устройства в сложности регулировки,
нестабильности параметров и трудности в устранении растрескивания элементов пьезоэлектрического генератора при их замене и отладке. Эти несовершенства преодолены в заявляем решении.
Задача полезной модели - упрощение конструкции и снижение энергозатрат.
Поставленная задача решается тем, что по формуле источник высокого напряжения выполнен в виде электроимпульсного пьезоэлектрического генератора, состоящего из «п» модулей (от двух), каждый из которых представляет спаренную конструкцию с единым эксцентриком и встречно включенными элементами сегнетопьезоэлектрических сборок, собранный в металлическом корпусе и установленный на проводящих опорах, отрицательным выходом связанный с осью электрода крыльчатки, а положительным - с электропроводящим диском, при этом электропроводящий диск и крыльчатка установлены в корпусе с возможностью регулирования зазора между ними, а проводящий электрод - крыльчатка выполнен «п» - лопастным (от двух).
Предлагаемое решение содержит «галетные» цилиндрические блоки генераторных модулей, легко демонтируемые, имеющие единую ось и одеваемые на нее эксцентрики, воздействующие на генераторные модули, регулируемые и контролируемые в мастерской, а не в рабочей зоне воздухотрубопровода.
Таким образом пьезоэлектрический источник напряжения представляет собой пьезоэлектрический генератор, вращающегося типа с кулачковым приводом динамического сжатия, выполнен в виде сегнетоактивных пьезоэлектрических генераторных модулей, расположенных перпендикулярно оси диска между секторами, образованными радиусами, причем каждый модуль имеет по два последовательно соединенных встречно включенных сегнетоактивных пьезоэлемента, положительные заряды с которых передаются на корпуса генераторных модулей, а отрицательные на коммутационные высоковольтные проводники, при этом один из модулей
соединен с неоновым индикатором генерации импульсов.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что в заявляемом и известном решениях отмечается наличие следующих сходных признаков:
1. Асептирование воздуха осуществляется в воздуховоде автономно и безопасно, без внешних источников электропитания.
2. Источник электропитания устройства представляет собой высоковольтный пьезоэлектрический генератор.
3. Пьезоэлектрические сборки представляют собой сегнето пьезоэлектрические элементы размещенные встречно (+,-), (-,+).
4. Устройство достаточно компактно, малогабаритно и может быть использовано в любых, даже самых небольших медицинских приборах требующих ионизированного воздуха. Отличием заявляемого устройства от известного являются:
1. Конструктивное выполнение пьезоэлектрического генератора вращающего типа с кулачковым приводом, имеющем «п» галетных (от двух), цилиндрических, легко заменяемых генераторных блоков, с единой осью и рабочими эксцентриками в каждом блоке обеспечивающим высокую точность динамического сжатия и регулировки встречно включенных групп рабочих сегнетоактивных пьезоэлектрических элементов сегнетопьезогенераторных модулей при автономности последних и абсолютной электробезопасности устройства при эксплуатации.
2. Наличие в межмодульных секциях пьезогенератора дополнительных блоков сегнетопьезогенераторных модулей с электрической коммутацией и механическими регулировками, обеспечивает формирование высоковольтных импульсов положительной или отрицательной полярности, определенной амплитуды и длительности.
3. Улучшение компоновки и технологической сборки устройства.
Таким образом, техническое решение по использованию «галетного», а следовательно потребляемого меньшую электрическую мощность
пьезогенератора модульной конструкции, создающего на раздвигаемых (настраеваемых) разноименных электродах - решетке и крыльчатке, плазму электрического разряда, без каких-либо подводок высокого напряжения извне, и генерирующего свой собственный высокий потенциал, например 20 кВ, дает возможность получить фактор эффективного электрического пробоя, cтекания электрических зарядов и образования в зоне плазмы нестойкого соединения кислорода Oз и смешивания его с потоком воздуха в канале принудительной вентиляции, в котором смонтировано все предлагаемое устройство, и обеспечивает высокоэффективное асептирование воздушного потока.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид устройства - секция с рабочим модулем; на фиг.2 а) и б) разрез А-А и В-В; на фиг.2 в) сечение электрода 3, с выбором по R; на фиг.3 выбранная зона рабочего кулачка и пьезоэлектрического модуля (в разрезе) с рабочими встречно включенными «+», «-», «-», «+» пьезоэлектрическими элементами; на фиг.4 дан рабочий «п» секционный(от двух) модульный пьезоэлектрический генератор кулачкового типа; на фиг.5 «п» секций (от двух) модульных пьезоэлектрических генераторов одеваемых на рабочую «эксцентриковую» ось.
Устройство содержит металлический рабочий модуль, в цилиндрическом корпусе 1 которого размещены высоковольтные разнополярные электроды 2 и 3. Электрод 2 выполнен в виде «п» лопастной (от двух) крыльчатки из проводящего материала с возможностью вращения, а электрод 3 в виде диска, выполненного с возможностью перемещения корпуса 1 и снабженного конусообразными полыми элементами 4 и остриями 5 с каналами для прохождения воздуха и вершинами, обращенными в сторону крыльчатки. Конусообразные элементы 4 и 5 установлены на электроде 3 с чередованием в шахматном порядке с шагом между ними от 0,65 до 0,7 высоты этих элементов. Блок - корпус 6 высоковольтного пьезоэлектрического генератора закреплен на стойках-опорах
7, винтами 25 в прорезях 28*. В корпусе по центру вращения закреплены изоляционные втулки 8, изоляционные стойки 9 и 10.Электрод 3 закреплен на корпусе 1 винтами 24 в прорезях 27*, и соединен с положительным выходом 20 кВ источника электропитания 28, т.е. с «+» или «-» потенциалами сегнетопьезоэлектрических генераторных модулей, отвод 11 от центрального электрода сегнетоактивного пьезоэлектрического генераторного модуля, изоляционный цилиндр 12 (капон, фторопласт), кулачок 13 (Ст.51г.), центральная ось 14, «п» сегнетопьезоэлектрических генераторных модулей, каждый из которых состоит из: металлического корпуса 15 с изолирующим цилиндром 12, сегнетоактивных пьезоэлементов 16 цилиндрической формы с электродами из воженного серебра на торцах, твердотельных вставок 17, регулирующих винтов 18 с контргайками, опорных рабочих стальных шариков 19, прокладок из отожженной меди 20 с центральным электродом 21 сегнетоактивного пьезоэлектрического генераторного модуля - вставка из отожженной меди с отводом; тверд отелых вставок 22 (Ст.51г.) со сферической проточкой с одной стороны под упор стального шарика, стальных рабочих с центральным кулачком шариков 23, центральный опорный сепараторный узел 29 выступающих из металлических корпусов шариков сегнетоактивных пьезоэлектрических генераторных модулей. В корпуса 15 вкладываются в следующей последовательности элементы: изоляционный цилиндр 12, стальные шарики 23, твердотельные вставки 22, прокладки из отожженной меди 20, сегнетоактивные пьезоэлектрические элементы 16, встречно включенные (т.е. + -, - +), с центральным электродом 21 из отожженной меди 20 с отводом 11, прокладлкой из отожженной меди 20, твердотелой вставкой 17 и регулирующим винтом 18с контргайкой; все элементы при этом должны быть расположены в изоляционном цилиндре 12; собранные таким образом рабочие узлы сегнетоактивных пьезоэлектрических генераторных модулей вставляются в корпуса 15 и упираются в шарики 23, при этом все шарики размещены в сепараторном узле 29, в корпусе 15 цилиндры с
собранными элементами 22, 20, 16, 20 и 17 с одной стороны уперты в шарик, а с другой поджаты винтом 18.
Сегнетопьезоактивный пьезоэлектрический генераторный модуль механически регулируется таким образом, чтобы при вращении вокруг оси с кулачком 13 при нажатии кулачковых выступов на шарики 23 происходила деформация сегнетоактивных пьезоэлектрических элементов 16, и на потенциальных выводах 27 «-» и 28 «+» генерировались двух полярные импульсы. Таким образом, в собранном виде устройство имеет вид составного «галетного» пьезоэлектрического импульсного высоковольтного генератора.
Устройство работает следующим образом: под воздействием воздушного потока перемещаемого по воздухотрубопроводу приводится в движение «п» лопастная крыльчатка 2 из проводящего материала, закрепленная на оси 14, вращая последнюю, и кулачок 13, вращаясь на оси 14 внутри сепараторного узла 29, с размещенными по отверстиям с выступающими из них стальными шариками 23, передает давление выступов кулачка 13 собранным сегнетоактивным пьезоэлектрическим генераторным модулям, при этом последние испытывают импульсное сжатие, длительность которого равна времени прихода кулачкового выступа, а деформированные группы сегнетоактивных пьезоэлектрических элементов 16 генерируют на своих электродах электрические заряды - положительные на корпусах генераторных модулей 15 и отрицательные через коммутационные элементы. В данном устройстве сегнетоактивные пьезоэлементы скоммутированы «+-», «-+» встречно, отрицательный потенциал выведен на электрод 27, а положительный на корпус модуля 15, однако размещение сегнетоактивных пьезоэлементов в противоположном порядке «-+», «+-» образуют на корпусе 15 отрицательный потенциал, а на электроде 27 - положительный.
При работе устройства, а следовательно, пьезоэлектрического генератора импульсный потенциал одного из сегнетоактивных пьезоэлектрических генераторных модулей при параллельной работе
заставляет светиться неоновый индикатор 31 работы устройства.
Преимущество полезной модели состоит в том, что источник высокого напряжения представляет собой сегнетопьезоэлектрический генератор вращающегося типа с кулачковым приводом динамического сжатия состоящий из «галетных» цилиндрических блоков генераторных модулей, легко демонтируемых имеющих единую ось и одеваемые на нее эксцентрики, воздействующие на генераторные модули, создающий на раздвигаемых (настраиваемых) разноименных электродах: решетке и крыльчатке, плазму электрического разряда, что дает возможность получить фактор эффективного электрического пробоя, cтекания электрических зарядов и образования в зоне плазмы нестойкого соединения кислорода Oз, смешивания его с потоком воздуха в канале принудительной вентиляции, что обеспечивает высокоэффективное асептирование воздушного потока.