RU209287U1 - Устройство для обеззараживания воздушного пространства и поверхностей в помещении - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к устройству для бактерицидной очистки воздуха и поверхностей в помещении. Устройство содержит блок открытого облучателя, блок закрытого облучателя, в каждом из которых установлена УФ-лампа, связанная с источником питания через блок управления, и связываемый с датчиками положения двери помещения и присутствия человека в помещении. Блоки размещены в закрепляемом на поверхности в помещении общем корпусе, который разделен на три секции, в двух из которых, расположенных одна над другой, размещены блок открытого облучателя и блок закрытого облучателя, который расположен в нижней секции, выполненной с открытым проемом и в котором УФ-лампа смонтирована с отражателем для направления излучения внутрь помещения через открытый проем. УФ-лампа блока закрытого облучения расположена в верхней секции, в боковых стенках корпуса которой выполнены проемы для нагнетания вентилятором воздуха из помещения внутрь этой секции, и выпуска наружу внутрь помещения. В третьей секции размещены источник питания, блок управления, датчик присутствия человека в помещении и узел подключения размещаемого на двери датчика положения двери помещения, при этом источник питания выполнен в виде отдельных источников питания для блока управления и блоков открытого и закрытого облучателя. Блок управления выполнен с возможностью реализации функции выключения питания для блока открытого облучателя при обнаружении сигналов от указанных датчиков для включения питания в блоке закрытого облучателя. В качестве УФ-лампы блока открытого облучателя используется эксиплексная лампа, содержащая смесь криптона и хлора. 2 ил.

Description

Полезная модель относится к устройствам для бактерицидной очистки воздуха и поверхностей в помещении. В частности, касается конструкции устройства для обеззараживания помещений, в которых могут находиться люди, и где нужно производить эффективную дезинфекцию воздуха и поверхностей.

Известно, что ультрафиолетовое излучение, в определенном диапазоне длин волн убивает или инактивирует микроорганизмы, а также создает необратимые повреждения высших организмов, если интенсивность и продолжительность излучения выше определенного уровня.

Это свойство УФ-излучения используется в медицинских учреждениях, пищевой промышленности, на транспорте, в торговле и т.д.

В настоящее время для быстрой дезинфекции помещений успешно используются открытые ультрафиолетовые облучатели. В этих устройствах прямой бактерицидный поток излучения от УФ-ламп, направленный отражателем, охватывает широкую зону пространства. Такие облучатели могут размещаться на потолке или стенах помещения. Они обрабатывают воздух помещения, производя инактивацию патогенов, концентрация которых в результате облучения уменьшается до безопасного уровня. Одновременно происходит обработка поверхностей. Как правило, в таких облучателях используются ртутные лампы низкого давления, в которых основной поток бактерицидного излучения находится в области около 253,7 нм. Это излучение практически не генерирует озон, поэтому не требуется дополнительных мероприятий по его устранению.

Общеизвестным недостатком облучателя является то, что его нельзя применять в помещениях с людьми, поскольку испускаемое ими излучение опасно для человека. Даже кратковременное нахождение человека в облучаемом помещении опасно для кожных покровов и глаз.

Для облучения воздуха в помещениях в присутствии людей используются устройства с экранированными лампами (закрытые облучатели). В таких устройствах лампа находится внутри непрозрачной для УФ-излучения камеры. Воздух с помощью вентиляторов подается в камеру. В камере содержащиеся в воздухе патогены подвергаются воздействию излучения, в результате чего происходит их инактивация. Очищенный воздух выводится из камеры. Такое функционирование приводит к экспоненциальному снижению концентрации патогенов во времени. Подобные устройства, называемые рециркуляторами, широко применяются на практике. В них также в основном применяются ртутные лампы низкого давления. В последнее время помимо ртутных ламп используют также эксиплексные лампы, в которых рабочей средой является смесь инертных газов с галогенами, например, смесь криптона и хлора, излучающая в области 222 нм. Особенностью работы таких ламп является некоторое выделение озона.

Очевидный недостаток такого устройство состоит в том, что оно не производит обработку поверхностей, поскольку на них не воздействует поток излучения.

Из уровня техники известны устройства для обеззараживания воздуха и поверхностей в замкнутом пространстве, содержащие закрытые и открытые УФ-облучатели, датчик обнаружения положения/присутствия человека, а также блок питания и управления.

Так, в CN 213076760 описано устройство УФ дезинфекции воздуха, включающее воздуховод, по крайней мере одну первую лампу ультрафиолетовой дезинфекции и вторую лампу ультрафиолетовой дезинфекции. При этом длина волны УФ-излучения, испускаемого первой лампой, больше, чем длина волны УФ-излучения, испускаемого второй лампой. Безопасность непрерывной работы устройства, даже в присутствии человека, обеспечивается за счет использования в качестве открытого излучателя лампы с определенной длиной волны. В данном устройстве отсутствуют датчики присутствия и положения двери, а также не предусмотрен режим попеременной работы ламп, излучающих разные длины волн.

Известны решения (US 2021283285, RU 2121629, US 2018296711, US 2021370827), в которых один и тот же источник УФ излучения используется в качестве как открытого, так и закрытого излучателя, в зависимости от нахождения человека в помещении. Это обеспечивается за счет выполнения в корпусе устройства откидывающейся или сдвигаемой стенки или заслонки. Данные решения обеспечивают непрерывный режим дезинфекции помещения, но за счет наличия подвижных элементов и их приводов, а также наличия непрерывно работающего излучателя только одного типа, снижается эксплуатационная надежность устройства.

Из US 2018296711, CA 2995441 известно выполнение устройств для обеззараживания воздуха и поверхностей, содержащих УФ облучатели, датчик обнаружения положения/присутствия человека, а также датчик положения двери, при этом датчик положения двери вынесен за пределы устройства. Вынесение датчиков за пределы устройства усложняет установку, т.к. требует дополнительных подготовительных работ по монтажу датчиков. При этом в CA 2995441 не предусмотрена работа устройства в присутствии человека.

В качестве прототипа выбрано известное решение из CN 113218032 (A61L2/10, F24F11/54, F24F11/61, опубл. 06.08.2021 г.), касающееся выполнения устройства для обеззараживания воздуха и поверхностей, содержащего закрытые и открытые УФ-облучатели, датчик обнаружения положения/присутствия человека, в котором каждый из излучателей установлен в отдельном блоке.

В этом патентном документе описано устройство для обеззараживания воздушного пространства в помещении, содержащее размещенные в отдельных корпусах блок открытого облучателя и блок закрытого облучателя, в каждом из которых установлена УФ-лампа, связанная с источником питания через блок управления, выполненный на процессорной основе и связываемый с датчиками положения двери помещения и присутствия человека в помещении, а также вентилятор. Блок управления выполнен с возможностью реализации функции выключения питания для блока открытого облучателя при обнаружении сигналов от указанных датчиков для включения питания в блоке закрытого облучателя. При этом так же имеется третий корпус, используемый для пропускания воздуха из помещения (посредством вентилятора) через узел фильтрации для полдачи его в корпус блока закрытого облучения.

Недостаток данного решения заключается в габаритности устройства из-за того, что оно имеет три отдельных корпуса, сложности его установки, необходимости определения места, где такое устройство может быть размещено, необходимости дополнительного электромонтажа и необходимости проведения настройки устройства после его монтажа и соединения блоков в корпусах между собой и с датчиками. Кроме того, для разнесенной схемы монтажа используется один общий источник питания, что серьезно уменьшает срок службы непрерывно работающего устройства. Наличие одного общего источника питания УФ-ламп указывает на то, что используются лампы одного типа, что не дает возможности при необходимости использовать лампы других типов.

Известное решение интересно, так как реализует новый алгоритм функционирования: выключение питания в блоке открытого облучателя при обнаружении сигналов от указанных датчиков для включения питания в блоке закрытого облучателя. Но компоновочные показатели устройства не отвечают современным требованиям удобства монтажа устройства, как готового изделия, не требующего дополнительных настроек, а использование ламп только одного типа может снизить эффективность работы устройства.

Целью предлагаемого технического решения является создание устройства, позволяющего повысить эффективность обеззараживания помещения, в котором могут присутствовать люди. Примерами таких помещений являются туалетные кабины, кабины лифтов. Как правило, такие кабины представляют собой отдельные, изолированные помещения объемом несколько кубических метров, что позволяет создавать малогабаритные и компактные устройства подвешиваемого или навешиваемого типа с заводскими настройками.

Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в упрощении конструкции за счет изменения ее компоновки для размещения всех узлов общем корпусе с целью повышения эксплуатационной надежности, повышении эффективности работы устройства и исключения опасного облучения людей при неправильной работе датчиков

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для обеззараживания воздушного пространства в помещении, содержащее блок открытого облучателя, блок закрытого облучателя, в каждом из которых установлена УФ-лампа, связанная с источником питания через блок управления, соединенный с датчиками положения двери помещения и присутствия человека в помещении, а также вентилятор, при этом блок управления выполнен с возможностью реализации функции выключения питания УФ-лампы для блока открытого облучателя при обнаружении сигналов от указанных датчиков для включения питания УФ-лампы в блоке закрытого облучателя, указанные блоки размещены в закрепляемом на поверхности в помещении общем корпусе, который разделен на три секции, в двух из которых, расположенных одна над другой, размещены блок закрытого облучателя и блок открытого облучателя, который расположен в нижнее секции, выполненной с открытым проемом и в котором УФ-лампа смонтирована с отражателем для направления излучения во внутрь помещения через открытый проем, а УФ-лампа блока закрытого облучения расположена в верхней секции, в боковых стенках корпуса которой выполнены проемы для нагнетания вентилятором воздуха из помещения внутрь этой секции и выпуска наружу внутрь помещения, а в третьей секции размещены источники питания, блок управления на процессорной основе, датчик присутствия человека в помещении и узел подключения размещаемого на двери датчика положения двери помещения, при этом источник питания выполнен в виде отдельных источников питания для блока управления и блоков открытого и закрытого облучателя.

В качестве УФ-лампы блока открытого облучателя может использоваться эксиплексная лампа, содержащая смесь криптона и хлора.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.

Настоящая полезная модель поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.

На фиг. 1 - блок-схема устройства для обеззараживания воздуха в помещении;

фиг. 2 - пример размещения устройства для обеззараживания воздуха в туалетной кабине.

Согласно настоящей полезной модели рассматривается конструкция новой компоновки размещаемого в помещении на стене или потолке устройства для обеззараживания воздуха и открытых поверхностей, выполненного с функцией облучения пространства в помещении при закрытой двери и отсутствии людей в помещении и безопасного облучения воздуха в помещении при наличии в нем людей и/или при открывании двери в это помещение. Устройство предназначено для обеззараживания помещений, в которых могут находиться люди, и где нужно производить эффективную дезинфекцию воздуха и поверхностей.

Это устройство для обеззараживания воздуха содержит закрытые и открытые облучатели, каждый из которых установлен в отдельном блоке, а также блок питания и управления. Блок закрытого облучателя содержит одну или несколько УФ-ламп, излучающих в бактерицидном диапазоне, размещенных внутри корпуса, непрозрачного для УФ-излучения, вентилятор для создания воздушного потока внутри корпуса. Блок открытого облучателя содержит одну или несколько УФ-ламп, отражатель УФ-излучения для повышения эффективности работы ламп. Блок питания и управления содержит источники питания УФ-ламп, датчик присутствия человека и конструктивную возможность подключения датчик положения двери в любом форм-факторе его исполнения (проводного или беспроводного типа), формирующие управляющие сигналы для перевода работы устройства из одного режима в другой при непрерывном по времени цикле функционирования.

Блоки размещены в закрепляемом на поверхности в помещении общем корпусе, который разделен на три секции, в двух из которых, расположенных одна над другой, размещены блок закрытого облучателя и блок открытого облучателя, который расположен в нижней секции, выполненной с открытым проемом и в котором УФ-лампа смонтирована с отражателем для направления излучения во внутрь помещения через открытый проем.

УФ-лампа блока закрытого облучения расположена в верхней секции, в боковых стенках корпуса которой выполнены проемы для нагнетания вентилятором воздуха из помещения внутрь этой секции, и выпуска наружу внутрь помещения.

В третьей секции размещены источники питания, микропроцессорный блок управления, датчик присутствия человека в помещении и узел подключения размещаемого на двери датчика положения двери помещения. При этом источник питания выполнен в виде отдельных источников питания для блока управления и блоков открытого и закрытого облучателя. Выполнение источника питания в виде трех отдельных узлов питания позволяет повысить эксплуатационную надежность узлов питания. При этом следует учитывать, что источники питания УФ-ламп блоков открытого и закрытого облучателя могут различаться, в том числе из-за использования разных типов ламп, среди которых могут быть лампы, работающие на переменном токе с частотой 50 Гц, лампы, работающие на импульсном высоковольтном питании, лампы, работающие на постоянном токе питания.

Блок управления выполнен с возможностью реализации функции выключения питания для блока открытого облучателя при обнаружении сигналов от указанных датчиков для включения питания в блоке закрытого облучателя.

Ниже рассматривается конкретный пример исполнения заявленного изобретения (фиг. 1).

На фиг. 1 следующими позициями обозначены конструктивные элементы устройства: 1 - блок открытого облучателя, 2 - блок закрытого облучателя, 3 - блок питания и управления, 4 - УФ-лампа блока открытого облучателя, 5 - отражатель, 6 - УФ-лампа блока закрытого облучателя, 7 - вентилятор, 8 - источник питания УФ-лампы блока открытого излучателя, 9 - источник питания УФ-лампы блока закрытого облучателя, 10 - узел подключения (порт, разъем или гнездо и т.д.) размещаемого на двери датчика положения двери помещения, 11 - датчик присутствия человека, 12 - корпус устройства.

Устройство смонтировано в общем корпусе 12 (например, из металлического алюминий содержащего или стального листа). Корпус может быть выполнен, в общем, из не пропускающего УФ-излучение материала. Корпус 12 выполняется в форм-факторе параллелепипеда в целом. Возможно выполнение, как это показано на фиг 2, где верхняя секция 13 корпуса 12 выполнена по форме прямоугольного параллелепипеда, а нижняя секция 14 повторяет форму верхней секции, но может быть уже или короче по длине. Третья секция может располагаться между секциями 13 и 14, как это продемонстрировано на фиг. 1. Форма корпуса не является существенной. Но в параллелепипедном примере исполнения позволяет существенно уменьшить габариты устройства.

Корпус 12 оснащается элементами его прикрепления к потолку или к стене или в угол перехода стены в потолок (пример показан на фиг. 2). На фиг. 2 показан пример размещения устройства под потолком туалетной кабины. В этом случае обеспечивается облучение стен, пола и поверхностей санитарно-технических устройств, а также дезинфекция воздуха.

Устройство, размещенное, пример, в туалетной кабине (фиг. 2), имеет два режима работы.

При отсутствии в этом помещении человека блок 3 питания и управления по сигналу датчика 11 присутствия человека включает блок 1 открытого облучателя и воздух, подвергается воздействию потока излучения, испускаемого УФ-лампой 4, возбуждаемой источником 9 питания УФ-лампы и направляемого отражателем 5 внутрь помещения. Уф-излучение воздействует также и на поверхности, имеющиеся в кабине, производя их обеззараживание. При этом датчик положения двери (смонтирован в двери с ответной частью на коробке двери и гальванически или по радиоканалу связан с блоком управления) формирует управляющий сигнал, препятствующий включению блока 1 открытого облучателя при открытой двери кабины. Это делается для того, чтобы избежать облучения людей, находящихся вне кабины. При открывании двери и появлении в этом помещении человека срабатывает датчик 11 присутствия человека, блок 1 открытого облучателя отключается, и включается блок 2 закрытого облучателя, в котором происходит облучение УФ-лампой 6, воздуха, протекающего внутри непрозрачного для УФ-излучения корпуса под действием вентилятора 7. УФ-лампа возбуждается источником 8 питания. Этот режим работы безопасен для человека. При выходе человека из помещения происходит отключение блока 2 закрытого облучателя и включение блока 1 открытого облучателя. При длительном отсутствии человека в помещении блок 1 открытого облучателя отключается, продолжительность работы задается таймером, установленным в блоке питания и управления. Если в процессе работы устройства образуется озон, он удаляется вытяжной вентиляцией, которой обычно оборудованы такие помещения. Питание устройства осуществляется от сети 220 В, 50 Гц.

Одновременная работа обоих блоков в отсутствие человека в помещении возможна, но нецелесообразна.

В качестве источников УФ-излучения в обоих блоках могут использоваться лампы, излучающие в бактерицидном диапазоне 205-315 нм, в том числе те, в которых рабочим веществом являются пары ртути. Предпочтительным является вариант исполнения, в котором применяются УФ-лампы, заполненные смесью криптон-хлор, излучение которого в УФ-области также находится в бактерицидном диапазоне. Преимуществом таких ламп является их безынерционность (время выхода на режим у этих ламп составляет несколько секунд) и отсутствие ртути. Существенным достоинством таких ламп является их практическая безопасность. многократно подтвержденная научными исследованиями. Хотя существующие нормы не позволяют проводить длительное облучение помещений, в которых находятся люди, эксиплексными лампами, излучающими в области 222нм, их использование в предполагаемом устройстве дает следующие положительные результаты, связанные с алгоритмом работы устройства:

- исключается опасное облучение людей в результате неправильной работы датчиков;

- повышается эффективность обработки помещения благодаря быстрому выходу на режим, что особенно важно при частой смене людей в обеззараживаемом помещении.

В качестве датчиков присутствия человека могут использоваться емкостные, инфракрасные или другие сенсоры из перечня широко выпускаемых электронной промышленностью, надежно фиксирующие появление человека в помещении.

При небольших размерах обрабатываемого помещения (например, туалета) оба блока работают очень эффективно. Расстояние от открытого блока до поверхностей стен, пола, а также поверхностей санитарно-технических устройств составляет не более 2-3 м, что обеспечивает высокую плотность энергии, выделяемой в объеме и на поверхности за короткое время. Это позволяет поддерживать высокую степень обеззараживания.

В то же время небольшой объем помещения позволяет производить обеззараживание воздуха закрытым блоком также за небольшое время. Известно, что для практического обеззараживания помещения достаточно, чтобы объем воздуха, прошедшего через этот блок, был равен примерно двукратному объему обрабатываемого помещения. При объеме помещения порядка 10 м³ и производительности вентилятора около 100 м³/час это время составит несколько минут, что является весьма хорошим показателем.

Отличия рассматриваемой разработки от известных решений заключаются в размещении двух типов облучателей, датчиков присутствия человека, а также датчика положения двери в одном устройстве, что обеспечивает простоту установки, эксплуатационную надежность за счет отсутствия лишних подвижных частей, а также непрерывный режим дезинфекции помещения с соблюдением требований безопасности.

Настоящая полезная модель промышленно применима и позволяет упростить конструкцию за счет изменения ее компоновки для размещения всех узлов в общем корпусе.

Claims (2)

1. Устройство для обеззараживания воздушного пространства и поверхностей в помещении, содержащее блок открытого облучателя, блок закрытого облучателя, в каждом из которых установлена УФ-лампа, связанная с источником питания через блок управления, связываемый с датчиками положения двери помещения и присутствия человека в помещении, а также вентилятор, при этом блок управления выполнен с возможностью реализации функции выключения питания для блока открытого облучателя при обнаружении сигналов от указанных датчиков для включения питания в блоке закрытого облучателя, отличающееся тем, что указанные блоки размещены в закрепляемом на поверхности в помещении общем корпусе, который разделен на три секции, в двух из которых, расположенных одна над другой, размещены блок закрытого облучателя и блок открытого облучателя, который расположен в нижней секции, выполненной с открытым проемом, и в котором УФ-лампа смонтирована с отражателем для направления излучения во внутрь помещения через открытый проем, а УФ-лампа блока закрытого облучения расположена в верхней секции, в боковых стенках корпуса которой выполнены проемы для нагнетания вентилятором воздуха из помещения внутрь этой секции, и выпуска наружу внутрь помещения, а в третьей секции размещены источник питания, блок управления, датчик присутствия человека в помещении и узел подключения размещаемого на двери датчика положения двери помещения, при этом источник питания выполнен в виде отдельных источников питания для блока управления и блоков открытого и закрытого облучателя.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве УФ-лампы блока открытого облучателя используется эксиплексная лампа, содержащая смесь криптона и хлора.

Images