Установка для обеззараживания воздуха

Полезная модель относится к транспортному машиностроению и может быть использована для обеззараживания воздуха в системах приточно-вытяжной вентиляции и кондиционирования пассажирского железнодорожного транспорта, а также в других видах общественного транспорта.
Одним из требований, предъявляемых к  конструкциям, предназначенным для использования на железнодорожном транспорте, являются устойчивость к вибрации и высокая степень защиты от внешних воздействий - от пыли, являющейся горючим веществом, и от влаги. Системы обеззараживания воздуха должны обеспечивать поддержание эпидемиологически безопасного для пассажиров уровня обсемененности воздуха микроорганизмами в соответствии с санитарно-гигиеническими нормами.
Известен  бактерицидный облучатель, предназначенный для обеззараживания воздуха и поверхностей в помещении, содержащий корпус, со входным и выходным окнами, закрытыми жалюзийными решетками, в котором установлен вентилятор и источники УФ излучения, в качестве источника УФ излучения используются ртутные лампы низкого давления, установленные вдоль потока воздуха, внутренние стенки корпуса имеют отражающее покрытие (RU  38610 U1, 10.07.2004 г.)
Известный  облучатель снабжен средством защиты от выхода УФ излучения, в качестве которого служат жалюзийные решетки, состоящие из рамки и зачерненных элементов V-образного профиля, смонтированных в рамке с образованием узких лабиринтных щелей между ними, что позволяет исключить отражение УФ лучей от поверхности жалюзийных решеток и выход наружу. В корпусе выполнен люк, обеспечивающий разные режимы работы облучателя.
Облучатель обладает высокой бактерицидной эффективностью обеззараживания воздуха, однако его конструкция не позволяет использовать облучатель на транспорте, так как его конструкция не удовлетворяет установленным для  железной дороги техническим требованиям
Известна  установка для обеззараживания воздуха УФ-излучением, включающая корпус с люком, входное окно, закрытое защитной решеткой, образованной профильными элементами, на поверхность которых нанесено покрытие, выходное окно и закрепленную внутри корпуса, по крайней мере, одну ультрафиолетовую лампу, на корпусе установки выполнены ребра жесткости, а ультрафиолетовая лампа закреплена посредством виброгасящих элементов (RU 78074 U1, 20.11.2008).
Недостатком данной конструкции является то, что в данной установке для каждого разъема УФ лампы имеется свой отдельный ламповый узел,  в данной конструкции монтаж - демонтаж лампового узла и замена ламп являются трудоемкими процессами, что усложняет обслуживание устройства.
Наиболее близкой к заявленной является установка для обеззараживания воздуха УФ излучением в вагонах электропоездов, включающая снабженный люком и имеющий ребра жесткости корпус с входным и выходным окном для потока воздуха, внутри которого установлена, по крайней мере, одна УФ лампа, закрепленная посредством виброгасящих элементов; защитную решетку, образованную профильными элементами, на поверхность которых нанесено фотокаталитическое покрытие на основе диоксида титана, установленную на входном окне, корпус установки выполнен с Т-образным поперечным сечением, образованным горизонтальными и вертикальным выступами, и имеет дополнительное входное окно; входные окна расположены на боковых сторонах горизонтальных выступов корпуса, а выходное окно в верхней части вертикального выступа, причем как на входных, так и на выходном окне установлены защитные решетки (RU 143645 U1, 27.07.2014).
Установка является  компактной и ее  конструкция  учитывает особенности конфигурации воздуховода электропоезда, обеспечивает эпидемиологическую безопасность пассажиров в пути следования за счет эффективного УФ обеззараживания рециркуляционного воздуха.
Недостатком данной известной конструкции является то, что в данной установке для каждого разъема УФ лампы имеется свой отдельный ламповый узел,  состоящий из стакана из нержавеющей стали, изготавливаемого методом последовательного выдавливания, сильфона,  и втулки изготавливаемых точением из фторопласта-4 (сильфон и втулка предназначены для гашения вибраций передающихся от вагона на УФ лампы) и разъема для подключения УФ лампы к соединительной коробке (предназначена для соединения блоков розжига, управления и контроля УФ ламп и самих УФ ламп с системой управления и питания вагона). Таким образом УФ модуль подключался к соединительной коробке посредством 4-х кабелей. Поэтому в данной конструкции монтаж - демонтаж лампового узла и замена ламп являются трудоемкими процессами, что усложняет обслуживание устройства.
Техническим результатом предложенной полезной модели является устранение указанных недостатков, упрощение  обслуживания устройства за счет упрощение монтажа-демонтажа лампового узла и замены ультрафиолетовых ламп.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в установке для обеззараживания воздуха ультрафиолетовым излучением, включающей Т-образный в вертикальном поперечном  сечении корпус  с  люком в нижней части корпуса, расположенными по бокам на торцах горизонтальной части корпуса  входными окнами для потока воздуха и   выходным окном для потока воздуха, расположенным в верхней части на торце вертикальной части корпуса, смонтированный в корпусе, по меньшей мере, один ламповый узел с расположенной  внутри корпуса, по крайней мере, одной ультрафиолетовой лампой с виброгасящими элементами, входные и выходное окно снабжены защитными решетками,   ламповый узел выполнен в виде закрепленного на стенке корпуса посредством разъемного соединения прямоугольного короба,  на одной из стенок которого со стороны внутренней полости корпуса  расположены виброгасящие элементы с лампой, провода от которой  расположены в полости, образованной внутренней и наружной стенками короба и подключены к   кабельному  электрическому разъему,  расположенному  снаружи корпуса.
Кроме того, защитные решетки выполнены с покрытием в виде  слоя фотокатализатора на основе диоксида титана.
Кроме того, ультрафиолетовые лампы  в корпусе установки размещены одна над другой таким образом, что изгиб колбы одной лампы находится напротив цокольной части другой лампы.
Полезная модель иллюстрируется  чертежами,  где на фиг. 1 показана установка для обеззараживания воздуха, вид спереди; на фиг.2 – то же, вид сбоку;  на фиг.3 – то же, вид сверху; на фиг. 4 -  то же, вид снизу; на фиг.5 – сечение А-А на фиг. 1: на фиг 6 – вид В на фиг.5; на фиг. 7 - сечение D-D на фиг. 2; на фиг. 8  – сечение Е-Е на фиг.7.
. Установка для обеззараживания воздуха ультрафиолетовым излучением  включает  Т-образный в поперечном сечении корпус 1  с  люком 2 в нижней части корпуса 1 , расположенные  по бокам на торцах горизонтальной части корпуса 1  входные  окна 3 для потока воздуха и   выходное  окно 4 для потока воздуха, расположенное  в верхней части на торце вертикальной части корпуса 1.
В корпусе 1 смонтированы   ламповые узлы 5 с расположенными  внутри корпуса 1 ультрафиолетовыми  лампами 6 с виброгасящими элементами 7.
УФ лампы 6 в корпусе 1 установки размещены одна над другой таким образом, что изгиб колбы одной лампы 6  находится напротив цокольной части другой лампы 6.
Входные и выходное окно 3 и 4 снабжены защитными решетками 8 и 9 соответственно.
Ламповый узел 5 выполнен в виде закрепленного на стенке корпуса 1 посредством разъемного соединения 10 прямоугольного короба 11 с внутренней и наружной стенками 12 и 13 соответственно.
Виброгасящие элементы 7 с лампой 6 расположены   на одной из стенок 12 короба 11  со стороны внутренней полости корпуса 1.
Провода 14 от ультрафиолетовой лампы 6  расположены в полости 18, образованной внутренней и наружной стенками 12 и 13 короба 11 и подключены к   кабельному  электрическому разъему 15,  расположенному  снаружи корпуса 1.
Защитные решетки 8 и 9 смонтированы из профильных элементов, форма которых не позволяет допустить выход УФ излучения из корпуса 1  и позволяет обезопасить другие конструктивные элементы воздуховода от воздействия УФ излучения, снижающего их срок службы. Защитные решетки 8 и 9  выполнены с покрытием в виде  слоя фотокатализатора на основе диоксида титана, которое  дополнительно усиливает эффект обеззараживания и очистки воздуха за счет процесса фотокатализа.
Одна или несколько ультрафиолетовых ламп 6 установлены внутри корпуса 1 поперек потока воздуха в устойчивых к вибрации креплениях с виброгасящими элементами 7.
Виброгасящие элементы 7 включают фторопластовый сильфон 16, пружину 17 и уплотнительное кольцо 19 из резины, которые предназначены для гашения  вибраций, передающихся лампе 6 при движении вагона поезда.
Снизу на корпусе 1  выполнен люк 2  для доступа к УФ лампам 6.
Устройство работает следующим образом.
Система вентиляции и кондиционирования воздуха пассажирского вагона электропоезда образована кондиционером, расположенным на крыше вагона, а также приточными и рециркуляционными каналами, проходящими вдоль подкрышевого пространства вагона и отгороженными от салона перфорированным потолком. Забор инфицированного воздуха из салона осуществляется через боковые рециркуляционные каналы. Далее рециркуляционный воздух поступает в кондиционер, где смешивается с наружным свежим воздухом. После прохождения потока воздуха через кондиционер, воздух через перфорированный потолок поступает обратно в салон.
Установка для обеззараживания воздуха УФ излучением встраивается в рециркуляционный канал системы вентиляции и кондиционирования воздуха пассажирского вагона. Поток рециркуляцонного воздуха, инфицированного микроорганизмами, поступает из вагона через входные  окна 3, в зону УФ облучения, где под действием бактерицидного излучения УФ ламп 6 обеззараживается и очищается.
Воздух заходит во входные окна 3 через защитную решетку 8, проходит мимо лам 6  и через решетку 9 выходного окна  4 выходит.
Обработанный воздух удаляется через выходное окно 4, и через вентилятор кондиционера подается в купе вагона. Для исключения выхода УФ излучения защитные решетки 8 и 9  образованы элементами специального профиля (например, как в патенте RU 45273 U1, 23.11.2004), на поверхность которых нанесен слой фотокатализатора, в качестве которого используется диоксид титана в фазе анатаза.
Лампы 6 закреплены посредством виброгасящих элементов 7, причем колбы установлены в кронштейнах, изогнутых в месте сгиба в форме пропеллера (на чертежах не показано), а цоколи ламп - в виброгасящих сильфонах.
Датчик аварийного отключения лампы срабатывает при перегреве лампы при температуре 60С°.
При прохождении воздуха мимо ламп 6  и через решетки 8 и 9  происходит обеззараживание воздуха. Когда воздух проходит мимо ламп 6 обеззараживание происходит за счет инактивации микроорганизмов в результате возникновения, под воздействием УФ излучения с длиной волны 253,7 нм, тиминовых димеров в ДНК, что приводит к прекращению процесса репликации ДНК, другими словами, микроорганизм теряет способность к размножению. При прохождении через решетки 8,9, обеззараживание происходит за счет двух процессов: первый процесс происходит на поверхности пластин покрытых диоксидом титана в модификации анатаз, при попадании УФ излучения на поверхности пластин происходят фотокаталитические реакции приводящие к разрушению микроорганизмов коснувшихся поверхности пластин, второй процесс происходит в объеме - в результате фотохимических реакций на поверхности пластин, в проходящем воздухе образуются гидроксильные радикалы являющиеся сильным дезинфектантом.
Обработанный воздух удаляется через выходное окно 4, и через вентилятор кондиционера подается в купе вагона. В качестве источника бактерицидного УФ излучения используются две мощные безозоновые газоразрядные амальгамные лампы низкого давления типа АНЦ 215/95 П-образной формы, специально предназначенных для обработки воздуха
( RU 2325727 C1, 27.05.2008).
Запуск и регулировка УФ ламп 6 осуществляется при помощи электрически соединенного с ней электронного пуско-регулирующего аппарата (на чертежах не показано).
3
Установка обеспечивает эффективность обеззараживания 99,99% при производительности около 3000 м/час.
Выполнение лампового узла   в виде съемного единого короба позволит производить быстрый и простой монтаж-демонтаж и подключение к питанию лампового узла в устройстве и замену ультрафиолетовых ламп. Все признаки независимого пункта формулы являются существенными и направлены на достижение указанного технического результата.
Полезная модель, таким образом,  позволит  упростить   обслуживание устройства.