РЕАКТОР ДЛЯ ОБРАБОТКИ ВОДЫ УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ

Полезная модель относится к электротехнологии и может быть использована при проектировании новых установок для очистки и обеззараживания воды высокой надежности.
Известен реактор для обработки воды ультрафиолетовым излучением, содержащий резервуар с патрубками для подвода исходной и отвода обработанной воды, частично заполняемый обрабатываемой водой, источник ультрафиолетового излучения, возбуждаемый электрическим разрядом в рабочем газе, размещенный над поверхностью обрабатываемой воды, генератор питания, подключенный к электродам источника ультрафиолетового излучения (З. на изобретение 2003110894 РФ, МКИ С 02 F 9\12. Устройство для обеззараживания проточной воды \ Лукьянов В.И., Тюкин В.Н. и др. - Заявл. 16.04.03, Опубл. 20.11.03. БИМП №32).
Недостатком реактора для обработки воды ультрафиолетовым излучением является низкая надежность его работы, что обусловлено низкой надежностью работы источника ультрафиолетового излучения и общей технической сложностью устройства.
Известен реактор для обработки воды ультрафиолетовым излучением, содержащий резервуар с патрубками для подвода исходной и отвода обработанной воды, частично заполняемый обрабатываемой водой, источник ультрафиолетового излучения, возбуждаемый электрическим разрядом в рабочем газе, размещенный над поверхностью обрабатываемой воды, генератор питания, подключенный к электродам источника ультрафиолетового излучения (З. на изобретение 2003120872 РФ, МКИ С 02 F 1\28. Способ очистки поверхностного стока от нефтепродуктов \ Ким А.Н., Меньшакова И.С. - Заявл. 18.04.03, Опубл. 20.02.05. БИМП №5).
Недостатком реактора для обработки воды ультрафиолетовым излучением является низкая надежность его работы, что обусловлено низкой надежностью работы источника ультрафиолетового излучения, имеющего конструкцию с внутренними электродами.
Известен реактор для обработки воды ультрафиолетовым излучением, содержащий резервуар с патрубками для подвода исходной и отвода обработанной воды, частично заполняемый обрабатываемой водой, источник ультрафиолетового излучения, возбуждаемый электрическим разрядом в рабочем газе, размещенный над поверхностью обрабатываемой воды, генератор питания, подключенный к электродам источника ультрафиолетового излучения (Сарычев Г.С. К расчету бактерицидных установок \\ Светотехника, №1, 2005 г. - С.62-63).
Данный реактор для обработки воды ультрафиолетовым излучением является наиболее близким по технической сущности к полезной модели и рассматривается в качестве прототипа.
Недостатком реактора для обработки воды ультрафиолетовым излучением является низкая надежность его работы, что обусловлено низкой надежностью работы источника ультрафиолетового излучения, имеющего конструкцию с внутренними электродами.
Полезная модель направлена на решение задачи повышения надежности работы реактора для обработки воды ультрафиолетовым излучением, что является целью полезной модели.
Повышение надежности работы реактора для обработки воды ультрафиолетовым излучением достигается тем, что в реакторе для обработки воды ультрафиолетовым излучением, содержащем резервуар с патрубками для подвода исходной и отвода обработанной воды, частично заполняемый обрабатываемой водой, источник ультрафиолетового излучения, возбуждаемый электрическим разрядом в рабочем газе, размещенный над поверхностью обрабатываемой воды, генератор питания, подключенный к электродам источника ультрафиолетового излучения, источник ультрафиолетового излучения выполнен
в виде отпаянной трубки из оптически прозрачного для ультрафиолетового излучения материала, заполненной рабочим газом, трубка размещена между вспомогательным внешним электродом и поверхностью обрабатываемой воды, которая выполняют роль второго электрода источника ультрафиолетового излучения.
Существенным отличием, характеризующим полезную модель, является повышение надежности работы реактора для обработки воды ультрафиолетовым излучением. Это обеспечивается изменением конструкции источника ультрафиолетового излучения, а также принципа его работы. Ультрафиолетовое излучение генерируется в электрическом разряде, который является наиболее эффективным источником оптического излучения. Рабочий газ наполняет трубку, не имеющую электродов внутри, что повышает надежность работы и долговечность источника ультрафиолетового излучения и реактора в целом.
Повышение надежности работы реактора для обработки воды ультрафиолетовым излучением является полученным техническим результатом, обусловленным заявляемым устройством реактора для обработки воды ультрафиолетовым излучением, примененной конструкцией источника ультрафиолетового излучения, возбуждаемого электрическим разрядом в рабочем газе, выполнением электродов источника ультрафиолетового излучения и принципами соединения (подключения) частей устройства. Разрядная трубка не имеет внутренних электродов, что обеспечивает высокую надежность ее работы и долговечность. Повышение надежности работы реактора для обработки воды ультрафиолетовым излучением, таким образом, обусловлено отличительными признаками полезной модели. Поэтому отличительные признаки заявляемого реактора для обработки воды ультрафиолетовым излучением являются существенными.
На рисунке приведена функциональная схема реактора для обработки воды ультрафиолетовым излучением с выделенными элементами конструкции, поясняющая устройство и принцип соединения его частей.
Реактор для обработки воды ультрафиолетовым излучением содержит резервуар 1 с патрубками для подвода исходной 2 и отвода обработанной воды 3, источник ультрафиолетового излучения в виде отпаянной трубки 4 из оптически прозрачного для ультрафиолетового излучения материала, размещаемой между вспомогательным внешним электродом 5 и поверхностью обрабатываемой воды, которая выполняет роль второго электрода б источника ультрафиолетового излучения, генератор питания 7, подключаемый к электродам источника ультрафиолетового излучения.
Реактор для обработки воды ультрафиолетовым излучением в рассматриваемом варианте имеет конструкцию с одним источником ультрафиолетового излучения. Принципиально он может содержать большое число источников ультрафиолетового излучения с индивидуальными или общим внешним электродом. Источник ультрафиолетового излучения также может иметь иную (не трубчатую) конструкцию, например, общую плоскую. При этом размер плоскости может быть равен площади поверхности обрабатываемой воды. При этом, для сохранения постоянного расстояния от источника ультрафиолетового излучения до поверхности обрабатываемой воды, источник ультрафиолетового излучения может размещаться, например, на плавающем каркасе.
Реактор для обработки воды ультрафиолетовым излучением работает следующим образом. Обрабатываемая вода поступает в резервуар 1 через патрубок 2 для подвода исходной воды. Обработанная вода выводится из резервуара 1 через патрубок 3 для отвода воды. Под действием напряжения генератора питания 7, приложенным между вспомогательным внешним электродом 5 и обрабатываемой водой, которая выполняет роль второго электрода 6, в объёме отпаянной трубки 4 в рабочем газе возбуждается электрический разряд. При этом наиболее эффективной формой разряда является барьерный разряд. Электрический барьерный разряд имеет структуру отдельных микроразрядов, равномерно распределенных по внутренним поверхностям диэлектрических слоев отпаянной трубки.
Микроразряды являются источником интенсивного ультрафиолетового излучения. При этом в качестве рабочего газа может использоваться инертный газ или смесь газов. Отпаянная трубка 4 может быть выполнена из кристаллического кварца, оптически прозрачного для ультрафиолетового излучения генерируемых длин волн. Вспомогательный внешний электрод 5 может быть выполнен напылением слоя металла на часть поверхности отпаянной трубки 4. Металлическое напыление при этом одновременно может выполнять роль отражательного элемента источника ультрафиолетового излучения. Ультрафиолетовое излучение от источника ультрафиолетового излучения воздействует на обрабатываемую воду в резервуаре 1, что приводит к ее обеззараживанию и деструкции загрязнений в воде.
При недостаточной проводимости обрабатываемой воды источник ультрафиолетового излучения может быть снабжен вторым вспомогательным внешним электродом, выполненным, например, в виде сетки. При этом отпаянная трубка 4 располагается между вспомогательными внешними электродами, а генератор питания 7 подключается к вспомогательным внешним электродам.
По сравнению с прототипом повышается надежность работы реактора для обработки воды ультрафиолетовым излучением. Это обеспечивается изменением конструкции источника ультрафиолетового излучения, а также принципа его работы. Ультрафиолетовое излучение генерируется в электрическом разряде, который является наиболее эффективным источником оптического излучения. Рабочий газ наполняет трубку, не имеющую электродов внутри, что повышает надежность работы и долговечность источника ультрафиолетового излучения и реактора в целом. Источник ультрафиолетового излучения имеет технически простую конструкцию. Отсутствие внутренних электродов обеспечивает высокий ресурс работы источника ультрафиолетового излучения без изменения его технических характеристик. Простое устройство источника ультрафиолетового излучения
обеспечивает высокую надежность работы и высокое качество обработки воды. Повышение надежности работы реактора для обработки воды ультрафиолетовым излучением может быть оценено по времени наработки на отказ. Согласно экспертным оценкам и экспериментальному анализу время наработки на отказ заявляемой полезной модели может быть увеличено по сравнению с прототипом в 2,0-2,5 раза за счет повышения надежности работы источника ультрафиолетового излучения заявляемой конструкции.