RU105283U1

RU105283U1 - DEVICE FOR PROCESSING LIQUIDS BY UV RADIATION

Info

Publication number: RU105283U1
Application number: RU2010132360/05U
Authority: RU
Inventors: Феликс Владимирович Кармазинов; Анатолий Кириллович Кинебас; Юрий Александрович Трухин; Сергей Владимирович Мурашев; Валерий Викторович Степанов
Original assignee: Государственное Унитарное Предприятие "Водоканал Санкт-Петербурга"; Закрытое акционерное общество "Центр исследований и интеллектуальной собственности "АКВАПАТЕНТ"
Priority date: 2010-08-02
Filing date: 2010-08-02
Publication date: 2011-06-10

Abstract

Устройство для обработки жидкостей УФ излучением, содержащее источник ультрафиолетового излучения с клеммами, отличающееся тем, что источник ультрафиолетового излучения выполнен в виде свернутого в цилиндр с клеммами питания УФ светодиодного коврика и расположен на внешней поверхности трубопровода для перемещения жидкости, выполненного из материала, прозрачного для УФ излучения. A device for treating liquids with UV radiation, containing an ultraviolet radiation source with terminals, characterized in that the ultraviolet radiation source is made in the form of a LED mat rolled into a cylinder with UV power terminals and is located on the outer surface of the pipeline to move the liquid made of a material transparent to UV radiation.

Description

Устройство относится к области дезинфекции и стерилизации жидкостей с помощью ультрафиолетового (УФ) излучения бактерицидного диапазона, полученного светодиодными излучателями и может быть использовано в закрытых многоламповых системах.The device relates to the field of disinfection and sterilization of liquids using ultraviolet (UV) radiation of the bactericidal range obtained by LED emitters and can be used in closed multi-tube systems.

В настоящее время насущным является использование энергосберегающих технологий, в том числе путем перехода от ламп накаливания к полупроводниковым источникам - светодиодам. В настоящее время системы обработки воды оснащены стандартными ртутными бактерицидными лампами низкого давления (типа ДБ-75), усовершенствование конструкций которых идет по пути решения таких задач, как уменьшение количества УФ ламп, повышение эффективности использовании их излучения при помощи организации оптимальной гидродинамической структуры потока и снижение потерь напора.Currently, it is urgent to use energy-saving technologies, including by switching from incandescent lamps to semiconductor sources - LEDs. Currently, water treatment systems are equipped with standard low-pressure mercury-based bactericidal lamps (DB-75 type), the design improvement of which is aimed at solving such problems as reducing the number of UV lamps, increasing the efficiency of their radiation using the organization of the optimal hydrodynamic flow structure and reducing pressure loss.

В известных устройствах подобного типа лампы, расположены перпендикулярно направлению потока жидкости (поперечное обтекание) или вдоль (продольное обтекание). При поперечном обтекании оптимально используется вся длина дуги излучения лампы. Примером устройства с поперечным расположением является патент РФ 2058068 [1]. Такая конструкция рассчитана на число ламп более 200. Известное техническое решение позволяет повысить эффективность обработки воды за счет соответствующей организации проходящего зону облучения потока, однако обладает значительными потерями напора.In known devices of a similar type of lamp, they are located perpendicular to the direction of fluid flow (transverse flow) or along (longitudinal flow). For transverse flow, the entire arc length of the lamp radiation is optimally used. An example of a device with a transverse arrangement is the patent of the Russian Federation 2058068 [1]. This design is designed for a number of lamps of more than 200. The known technical solution allows to increase the efficiency of water treatment due to the appropriate organization of the flow passing through the irradiation zone, however, it has significant pressure losses.

При продольном обтекании потери напора могут быть значительно снижены, однако при указанных расходах воды и количестве ламп свыше 16 диаметр входного и выходного патрубков занимает непропорционально большую часть корпуса установки. Пример устройства с продольным расположением описан в патенте [2], содержащем цилиндрический корпус, имеющий соосно расположенные входной и выходной патрубки. В зоне облучения, расположенной между патрубками, параллельно образующим корпуса установлено 16 УФ ламп.With longitudinal flow around, the pressure loss can be significantly reduced, however, with the indicated water flow rates and the number of lamps over 16, the diameter of the inlet and outlet nozzles occupies a disproportionately large part of the installation casing. An example of a device with a longitudinal arrangement is described in the patent [2], containing a cylindrical body having coaxially located inlet and outlet pipes. In the irradiation zone located between the pipes, parallel to the generatrix of the housing installed 16 UV lamps.

Недостатком использования рассмотренных выше источников УФ излучения без дополнительных устройств - концентраторов световой энергии является неэффективность использования излучателей, когда интенсивность излучения в указанных конструкциях также уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния от них. Учитывая, что мощность светодиодов меньше, чем УФ ламп, решение задачи снижения энергоемкости процедуры обеззараживания путем замены ламп светодиодами без концентраторов представляется проблематичным.The disadvantage of using the above UV radiation sources without additional devices - light energy concentrators is the inefficiency of the use of emitters, when the radiation intensity in these structures also decreases inversely with the square of the distance from them. Given that the power of LEDs is less than that of UV lamps, solving the problem of reducing the energy intensity of the disinfection procedure by replacing the lamps with LEDs without concentrators seems problematic.

Известно устройство для стерилизации жидкостей [3] содержащее источник ультрафиолетового излучения, выполненный в виде продольно-цилиндрического излучателя и отражатель, выполненный в виде двух секций, первая из которых представляет собой плоский отражающий элемент, а вторая - эллиптический полуцилиндр, причем в фокусной зоне последнего размещены источник ультрафиолетового излучения и фотореактор. Указанный эллиптический полуцилиндр, представляющий собой вторую секцию отражателя, образован в результате сечения исходного эллиптического цилиндра продольной плоскостью, ориентированной нормально к плоскости, в которой находятся фокусные зоны исходного эллиптического цилиндра, причем плоский отражающий элемент размещен в упомянутой продольной плоскости сечения, которая размещена симметрично относительно фокусных зон исходного эллиптического цилиндра.A device for sterilizing liquids [3] containing a source of ultraviolet radiation, made in the form of a longitudinally cylindrical emitter and a reflector made in the form of two sections, the first of which is a flat reflective element, and the second is an elliptical half-cylinder, with the latter being placed in the focal zone UV source and photoreactor. The specified elliptical half-cylinder, which is the second section of the reflector, is formed as a result of the cross-section of the original elliptical cylinder by a longitudinal plane oriented normal to the plane in which the focal zones of the original elliptical cylinder are located, the flat reflecting element being placed in the said longitudinal section plane, which is symmetrically positioned relative to the focal zones of the original elliptical cylinder.

Недостатком устройства является использование в качестве водовода спирали, которая «тормозит» поток проходящей через нее жидкости и создают дополнительные сопротивление потоку. Несмотря на то, что ультрафиолетовое излучение облучает как внутренние, так и наружные поверхности витков спирали, т.е. как бы полностью используется для стерилизации жидкости, интенсивность наружного освещения спирали с протекающей по ней жидкостью на порядок меньше, чем освещение с внутренней стороны, т.е. происходит потеря световой энергии, что ведет к потере производительности устройства.The disadvantage of this device is the use of a spiral as a water conduit, which “slows down” the flow of fluid passing through it and creates additional resistance to flow. Despite the fact that ultraviolet radiation irradiates both the internal and external surfaces of the coils of the spiral, i.e. It is as if fully used for sterilizing a liquid, the intensity of the external illumination of the spiral with the fluid flowing through it is an order of magnitude lower than the illumination from the inside, i.e. There is a loss of light energy, which leads to a loss in device performance.

Целью полезной модели является повышение эффективности обработки воды.The purpose of the utility model is to increase the efficiency of water treatment.

Известно устройство [4], состоящее из светоизлучающих диодов, размещенных на внутренней поверхности параболоида, что позволяет получить в фокальной плоскости увеличенную плотность излучения.A device [4] is known, consisting of light emitting diodes placed on the inner surface of a paraboloid, which allows to obtain an increased radiation density in the focal plane.

Известно взятое за прототип устройство [5], представляющее собой матрицу светодиодов, выполненную в виде эластичного коврика, которое используется путем обвертывания в него частей тела человека.A device [5], taken as a prototype, is known, which is a matrix of LEDs made in the form of an elastic mat, which is used by wrapping parts of the human body in it.

Технический результат, достигаемый при осуществлении заявляемого изобретения, состоит в том, что в состав устройства в качестве источника излучения включаются полупроводниковые элементы - собранные в виде матрицы (коврика) светодиоды, излучающие в УФ диапазоне, размещенные снаружи корпуса, выполненного из материала прозрачного для УФ излучения.The technical result achieved by the implementation of the claimed invention consists in the fact that the semiconductor elements are included in the composition of the device as semiconductor elements — LEDs assembled in the form of a matrix (mat) emitting in the UV range and placed outside the case made of a material transparent to UV radiation .

На фиг.1 схематически изображено предлагаемое устройство:Figure 1 schematically shows the proposed device:

- продольный разрез - а)- longitudinal section - a)

- поперечный разрез - б).- transverse section - b).

Устройство для обработки жидкостей УФ излучением содержит источник ультрафиолетового излучения, выполненный в виде свернутого в цилиндр с клеммами питания 2 УФ светодиодного коврика 1, расположенного на внешней поверхности трубопровода 3, выполненного из материала прозрачного для УФ излучения, причем светодиодный коврик расположен таким образом, что направление максимального излучения светодиодов направлено в сторону оси трубопровода.A device for treating liquids with UV radiation contains an ultraviolet radiation source made in the form of a UV mat 1 rolled into a cylinder with power terminals 2 and located on the outer surface of the pipeline 3 made of a material transparent to UV radiation, and the LED mat is positioned so that the direction the maximum radiation of the LEDs is directed towards the axis of the pipeline.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

В режиме использования устройства, предусматривающем облучение жидкости 4, излучающий элемент 1 устанавливают снаружи трубопровода 3. В рабочем режиме к клеммам 2 подсоединяют источник напряжения. В такой конфигурации устройства, все светодиоды излучают в направлении центра трубопровода, причем интенсивность излучения возрастает в направлении от поверхности трубы к ее центру, что усиливает действие УФ излучения на протекающую жидкость.In the mode of use of the device, providing for the irradiation of liquid 4, the radiating element 1 is installed outside the pipeline 3. In operating mode, a voltage source is connected to the terminals 2. In this configuration of the device, all the LEDs emit in the direction of the center of the pipeline, and the radiation intensity increases in the direction from the surface of the pipe to its center, which enhances the effect of UV radiation on the flowing liquid.

1. Бутин В.М., Дрожжин В.В., Жуков В.И., Костюченко С.В., Кудрявцев В.Н., Кудрявцев Н.Н., Куркин Г.А., Филюгин И.В., Якименко А.В. Установка для дезинфекции жидкости. Патент РФ на изобретение №2058068 // Изобретения. Полезные модели от 10.04.1996.1. Butin V.M., Drozhzhin V.V., Zhukov V.I., Kostyuchenko S.V., Kudryavtsev V.N., Kudryavtsev N.N., Kurkin G.A., Filyugin I.V., Yakimenko A.V. Liquid disinfection unit. RF patent for invention №2058068 // Inventions. Utility models from 04/10/1996.

2. Maarschalkerweerd Jan M. UV fluid treatment device and method патент № EP 788462.2. Maarschalkerweerd Jan M. UV fluid treatment device and method patent No. EP 788462.

3. Верещагин В.Л., Занин В.П., Паур В.А., Верещагин Л.А. Устройство для стерилизации жидкостей патент РФ №2071946 // Изобретения. Полезные модели от 20.01.1997.3. Vereshchagin V.L., Zanin V.P., Paur V.A., Vereshchagin L.A. Device for sterilizing liquids RF patent No. 2071946 // Inventions. Utility models from 01/20/1997.

4. Lison J., Mendes E. Radiation therapy apparatus Using LED matrix. UK Patent Application 2212010 12.07.89, МКИ 5 A61N. 5/06.4. Lison J., Mendes E. Radiation therapy apparatus Using LED matrix. UK Patent Application 2212010 07/12/89, MKI 5 A61N. 5/06.

5. Патент US 20020029071 Therapeutic light source and method5. Patent US 20020029071 Therapeutic light source and method

Claims

A device for treating liquids with UV radiation, containing an ultraviolet radiation source with terminals, characterized in that the ultraviolet radiation source is made in the form of a LED mat rolled into a cylinder with UV power terminals and is located on the outer surface of the pipeline to move the liquid made of a material transparent to UV radiation.