RU2627368C1

RU2627368C1 - Устройство для обработки жидкостей ультрафиолетовым излучением

Info

Publication number: RU2627368C1
Application number: RU2016104698A
Authority: RU
Inventors: Павел Владимирович Богун
Original assignee: Павел Владимирович Богун
Priority date: 2016-02-12
Filing date: 2016-02-12
Publication date: 2017-08-08

Abstract

Изобретение относится к области дезинфекции жидкостей, в том числе воды, ультрафиолетовым излучением. Устройство для обработки жидкостей ультрафиолетовым излучением имеет герметичный цилиндрический корпус-реактор 1, внутри которого параллельно его оси расположены одна или несколько УФ-ламп 2, помещенных в герметичные защитные кварцевые чехлы 3. Корпус-реактор имеет входной и выходной патрубки, которые соединены соответственно с входным 8 и выходным 9 коллекторами. Входной коллектор расположен на внутренней боковой поверхности корпуса-реактора 1, вытянут вдоль всей его длины и имеет ряд равномерно распределенных вдоль него впускных отверстий 10. Выходной коллектор расположен на оси корпуса-реактора 1, вытянут вдоль всей его длины и имеет ряд равномерно распределенных выпускных отверстий. При этом впускные отверстия ориентированы так, что поток обрабатываемой жидкости входит в корпус-реактор 1 перпендикулярно его оси и тангенциально к его боковой поверхности. Внутри корпуса-реактора поток движется по сходящейся спирали от боковой поверхности к выпускным отверстиям 10 выходного коллектора 8, последовательно проходя при этом через зоны с разной интенсивностью УФ-излучения от ламп 2. Затем поток обработанной жидкости через выпускные отверстия, выходной коллектор 9 и выходной патрубок выходит из устройства. Технический результат заключается в увеличении равномерности облучения УФ-излучением всего объема обрабатываемой жидкости и, как следствие, увеличение степени обеззараживания и/или производительности устройства. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относится к области дезинфекции жидкостей, в том числе воды, с помощью обработки ультрафиолетовым (УФ) излучением с длиной волны бактерицидного диапазона.

Устройство для обеззараживания жидкостей имеет герметичный цилиндрический корпус-реактор с входным и выходным патрубками, внутри которого параллельно его оси расположены УФ-лампы, помещенные в герметичные защитные кварцевые чехлы. На внутренней боковой поверхности корпуса-реактора расположен соединенный с входным патрубком входной коллектор, вытянутый вдоль всей длины корпуса-реактора и имеющий ряд равномерно распределенных впускных отверстий. На оси корпуса-реактора расположен выходной коллектор, вытянутый вдоль всей длины корпуса-реактора и имеющий ряд равномерно распределенных выпускных отверстий. При этом впускные отверстия ориентированы так, что поток обрабатываемой жидкости входит в корпус-реактор перпендикулярно его оси и тангенциально к его боковой поверхности. Технический результат состоит в увеличении равномерности облучения УФ-излучением всего объема обрабатываемой жидкости и, как следствие, увеличение степени обеззараживания и/или производительности устройства.

Из существующего уровня техники известно устройство для обеззараживания жидкостей, в частности воды, воздействием УФ-излучения, состоящее из одной или нескольких ультрафиолетовых ламп, выполненных в виде длинных трубок с электродами на концах и помещенных в защитные кварцевые чехлы, которые находится внутри герметичного корпуса-реактора, имеющего патрубки для входа и выхода потока жидкости. Корпус-реактор выполнен, как правило, в виде цилиндра, лампы в защитных чехлах располагаются параллельно его оси так, что имеется доступ к электродам ламп через отверстия в торцах корпуса для подачи электропитания. Обрабатываемая жидкость поступает через входной патрубок внутрь цилиндрического корпуса-реактора и протекает вдоль его к выходному патрубку, подвергаясь бактерицидному воздействию УФ-излучения.

Недостатком описанного устройства является невысокая эффективность обеззараживания, вызванная неравномерностью облучения объема обрабатываемой жидкости. Действительно, в каждой точке объема корпуса-реактора даже при условии прозрачности жидкости для УФ-лучей интенсивность излучения, поступающего от каждой лампы, зависит от расстояния до этой лампы. При протекании вдоль корпуса-реактора те части потока, которые находятся вдали от ламп, могут получать дозы излучения, в разы меньшие, чем части потока вблизи защитных чехлов ламп. Неравномерность распределения интенсивности излучения внутри корпуса-реактора становится еще больше, если имеет место поглощение УФ-излучения в обрабатываемой жидкости, например из-за наличия растворенных веществ или взвешенных твердых примесей.

Указанный недостаток можно устранить, если обеспечить перемешивание потока так, чтобы каждый микрообъем жидкости подвергался одинаковому воздействию излучения. Для этих целей в патентах США 5352359, US 2007/0012883 A1, US 2009/0084734 А1, патенте RU 2027678 С1, 1992, например, предлагались устройства с различными перегородками и лопастями внутри корпуса-реактора или же спиральные канавки на внутренней поверхности корпуса-реактора, как в RU 88345 U1, 2009. Однако спиральные канавки не дают должного перемешивания, а перегородки и лопасти создают препятствия для распространения УФ-излучения и снижают таким образом дозу излучения, получаемую жидкостью. Изготовление перегородок и лопастей из материалов, либо пропускающих УФ-излучение (кварц), либо эффективно отражающих его (анодированный алюминий), технологически сложно, поэтому не находит практического применения.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является устройство (патент RU 2169705, опубл. 27.06.2001 г.), содержащее закрытый цилиндрический корпус-реактор с входным и выходным патрубками, внутри которого параллельно его оси установлены ультрафиолетовые лампы, помещенные в защитные чехлы из материала, прозрачного для УФ-излучения, например, кварца, и цилиндрический выходной коллектор, установленный соосно с корпусом-реактором и соединенный одним концом с выходным патрубком, при этом входной патрубок выполнен так, что поток жидкости, входящий в корпус-реактор, направлен тангенциально к его боковой поверхности.

Увеличение равномерности облучения УФ-излучением всего объема обрабатываемой жидкости и, как следствие, увеличение степени обеззараживания и/или производительности устройства достигается за счет использования радиально-спирального потока обрабатываемой жидкости от боковой поверхности корпуса-реактора к его оси, при котором весь объем получает одинаковую дозу УФ-облучения. Для этого в корпусе-реакторе дополнительно установлен входной коллектор, вытянутый вдоль всей его боковой поверхности и соединенный с входным патрубком. Входной коллектор имеет ряд впускных отверстий, равномерно распределяющих поток жидкости, входящий внутрь корпуса-реактора, равномерно по всей его длине. При этом выходной коллектор вытянут вдоль всей длины корпуса-реактора, его конец, противоположный выходному патрубку, заглушен, а на его боковой поверхности имеется ряд равномерно распределенных по всей длине выпускных отверстий для выхода потока жидкости.

Конструкция устройства поясняется на фиг. 1, 2 и 3.

Устройство для обеззараживания жидкостей имеет герметичный цилиндрический корпус-реактор 1, внутри которого параллельно его оси расположены УФ-лампы 2, помещенные в герметичные защитные кварцевые чехлы 3, каждый из которых имеет по крайней мере один открытый конец, выходящий за пределы корпуса-реактора 1. Электропитание ламп осуществляется от блока питания 4 кабелями 5 через открытые концы чехлов 3. Корпус-реактор имеет входной 6 и выходной 7 патрубки, которые соединены соответственно с входным 8 и выходным 9 коллекторами. Входной коллектор расположен на внутренней боковой поверхности корпуса-реактора 1, вытянут вдоль всей его длины и имеет ряд равномерно распределенных вдоль него впускных отверстий 10. Выходной коллектор расположен на оси корпуса-реактора 1, вытянут вдоль всей его длины и имеет ряд равномерно распределенных одинаковых выпускных отверстий 11. При этом впускные отверстия 10 ориентированы так, что поток обрабатываемой жидкости входит в корпус-реактор 1 перпендикулярно его оси и тангенциально к его боковой поверхности. Для равномерного распределения входящего и выходящего потоков жидкости по длине корпуса-реактора суммарная площадь впускных отверстий 10 сделана меньше площади проходного сечения входного коллектора 8, а суммарная площадь выпускных отверстий 11 - меньше площади проходного сечения выходного коллектора 9 и не превышает суммарной площади впускных отверстий 10.

Работает устройство следующим образом. Поток обрабатываемой жидкости через входной патрубок 5 и входной коллектор 8, через впускные отверстия 10 попадает внутрь корпуса-реактора 1. Внутри корпуса-реактора поток движется по сходящейся спирали от боковой поверхности к выпускным отверстиям 11 выходного коллектора 8, проходя при этом через зоны с разной интенсивностью УФ-излучения от ламп 2. Затем поток обработанной жидкости через выпускные отверстия 11, выходной коллектор 9 и выходной патрубок 6 выходит из устройства.

Для еще большего увеличения дозы УФ-излучения выходной коллектор 9 может быть выполнен из материала, прозрачного для УФ-излучения, например, кварца. В этом случае одна или несколько ламп 2 вместе с их защитными чехлами 3 могут быть установлены внутри выходного коллектора 9. Пример такого варианта устройства, имеющего всего одну лампу, показан на фиг. 3.

Claims

1. Устройство для обработки жидкостей ультрафиолетовым излучением, состоящее из герметичного цилиндрического корпуса-реактора с выходным и выходным патрубками, расположенных внутри вдоль его оси одной или нескольких ультрафиолетовых ламп, помещенных в герметичные кварцевые чехлы, имеющие как минимум один открытый конец, выходящий за пределы корпуса-реактора, блока питания, электрических кабелей, соединяющих лампы с блоком питания, цилиндрического выходного коллектора, установленного внутри корпуса-реактора соосно с ним и соединенного с выходным патрубком, и отличающееся тем, что внутри корпуса-реактора вблизи его поверхности установлен вытянутый вдоль всей его длины входной коллектор, соединенный с входным патрубком и имеющий ряд равномерно распределенных по длине впускных отверстий, а выходной коллектор вытянут вдоль всей длины корпуса-реактора, заглушен с противоположного от входного патрубка конца и имеет ряд равномерно распределенных по своей боковой поверхности выпускных отверстий, при этом впускные отверстия входного коллектора выполнены так, что входящий поток жидкости направлен тангенциально к боковой поверхности корпуса-реактора и перпендикулярен его оси, а суммарная площадь впускных отверстий меньше проходного сечения входного коллектора, но больше, чем суммарная площадь выпускных отверстий, которая в свою очередь также меньше проходного сечения выходного коллектора.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что выходной коллектор выполнен из материала, прозрачного для УФ-излучения, например из кварца.

3. Устройство по пп. 1, 2, отличающееся тем, что по крайней мере одна из ультрафиолетовых ламп вместе с ее кварцевым чехлом помещена внутрь выходного коллектора.