RU2664920C2

RU2664920C2 - Device for water disinfection in the stream

Info

Publication number: RU2664920C2
Application number: RU2016103830A
Authority: RU
Inventors: Николай Михайлович Лебедев; Олег Юрьевич Лебедев; Владимир Александрович Грачев; Гаяне Агасовна Панкова; Ольга Николаевна Рублевская; Альберт Петрович Васильев; Валерий Афанасьевич Доильницын
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Александра-Плюс"
Priority date: 2016-02-05
Filing date: 2016-02-05
Publication date: 2018-08-23
Also published as: RU2016103830A

Abstract

FIELD: water purification.SUBSTANCE: invention relates to the purification and disinfection of water and can be used for treating domestic and industrial effluents in a stream. Device for water disinfection in the flow comprises a body 1 with supply units 8 and a water outlet 9, sources of ultraviolet radiation with protective covers 3 of a material that is transparent to ultraviolet rays, ultrasonic emitters 6, insert 5 located in body 1 in form of an extended body, on the inner sides of which there are ultrasonic radiators 6. Before the flow inlet, swirler 7 is installed in body 1. Outer side of body 1 is made in the form of segments of parabolic reflectors, connected to each other around the ultraviolet lamps in protective covers 3. Arrangement of the segments of the reflectors is made so that protective covers 3 are located in the foci of the parabolic segments of the reflectors.EFFECT: invention makes it possible to increase productivity and reduce energy consumption in the process of water disinfection in the flow.1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к очистке и обеззараживанию жидкости, в частности воды, а также бытовых и промышленных стоков в потоке.The invention relates to the purification and disinfection of liquids, in particular water, as well as domestic and industrial effluents in a stream.

Известно устройство для очистки и обеззараживания воды, содержащее корпус, узлы подачи и отвода воды, источник ультрафиолетового излучения с защитным чехлом из материала, прозрачного для ультрафиолетовых лучей, ультразвуковой излучатель, расположенный на внешней стороне корпуса и контактирующий с ним (JP 2043984, МПК С02А 1/32, опубл. 14.02.1990).A device for cleaning and disinfecting water, comprising a housing, nodes for supplying and discharging water, an ultraviolet radiation source with a protective cover made of a material transparent to ultraviolet rays, an ultrasonic emitter located on the outside of the housing and in contact with it (JP 2043984, IPC C02A 1 / 32, publ. 02.14.1990).

Наиболее близким техническим решением к заявленному является устройство для безреагентного обеззараживания жидкости, содержащее корпус с узлами подачи и отвода воды, источники ультрафиолетового излучения с защитными чехлами из материала, прозрачного для ультрафиолетовых лучей, ультразвуковые излучатели. Дополнительно содержит вставку, расположенную в корпусе в виде протяженного тела, на внутренних сторонах которой расположены ультразвуковые излучатели в узлах максимальной интенсивности колебаний, а на внешней стороне корпуса также расположены ультразвуковые излучатели в узлах максимальной интенсивности колебаний и настроенные на синхронную или резонансную частоты с ультразвуковыми излучателями, расположенными на внутренних сторонах вставки или несколько вставок, а перед входом потока в корпус установлен завихритель потока (RU 2332358, МПК C02F 1/36, опубл. 27.08.2008).The closest technical solution to the claimed one is a device for non-reagent disinfection of liquids, comprising a housing with units for supplying and discharging water, sources of ultraviolet radiation with protective covers made of a material transparent to ultraviolet rays, ultrasonic emitters. It additionally contains an insert located in the body in the form of an extended body, on the inner sides of which there are ultrasonic emitters at the nodes of maximum vibration intensity, and on the outside of the case there are also ultrasonic emitters at the nodes of maximum vibration intensity and tuned to synchronous or resonant frequencies with ultrasonic radiators, located on the inner sides of the insert or several inserts, and a flow swirl is installed in front of the flow inlet into the housing (RU 233235 8, IPC C02F 1/36, published on 08.27.2008).

Недостатками известного устройства для обеззараживания воды являются низкая производительность процесса, высокие энергетические затраты в процессе обеззараживания.The disadvantages of the known device for disinfecting water are low productivity of the process, high energy costs in the disinfection process.

Технический результат заключается в повышении производительности и снижении энергозатрат в процессе обеззараживания воды в потоке.The technical result is to increase productivity and reduce energy consumption during the disinfection of water in the stream.

Сущность изобретения заключается в том, что устройство для обеззараживания содержит корпус с узлами подачи и отвода воды, источники ультрафиолетового излучения с защитными чехлами, из материала, прозрачного для ультрафиолетовых лучей, ультразвуковые излучатели, вставку, расположенную в корпусе в виде протяженного тела, на внутренних сторонах которой расположены ультразвуковые излучатели. Внешняя сторона корпуса выполнена в виде сегментов отражателей параболической формы, соединенных друг с другом вокруг ультрафиолетовых ламп в защитных чехлах, а расположение сегментов отражателей выполнено таким образом, что защитные чехлы находятся в фокусах параболических сегментов отражателей. Перед входом потока в корпус установлен завихритель потока.The essence of the invention lies in the fact that the device for disinfection contains a housing with units for supplying and discharging water, sources of ultraviolet radiation with protective covers, made of a material transparent to ultraviolet rays, ultrasonic emitters, an insert located in the body in the form of an extended body, on the inside which are located ultrasonic emitters. The outer side of the housing is made in the form of parabolic-shaped reflector segments connected to each other around ultraviolet lamps in protective covers, and the arrangement of the reflector segments is made in such a way that the protective covers are in the foci of the parabolic reflector segments. A flow swirl is installed in front of the flow inlet to the housing.

На чертежах показано устройство для обеззараживания воды в потоке. На фиг. 1 изображен общий вид устройства; на фиг. 2 - то же в разрезе; на фиг. 3 - элемент устройства с ультразвуковым излучателем на корпусе вставки и сегмент отражатель, в фокусе которого расположен защитный чехол с ультрафиолетовой лампой.The drawings show a device for disinfecting water in a stream. In FIG. 1 shows a General view of the device; in FIG. 2 - the same in the context; in FIG. 3 - a device element with an ultrasonic emitter on the insert body and a reflector segment, in the focus of which is a protective case with an ultraviolet lamp.

Устройство для обеззараживания воды в потоке содержит корпус 1, выполненный в виде сегментов отражателей параболической формы 2, соединенных друг с другом вокруг защитных чехлов 3 с ультрафиолетовыми лампами 4 находящимися в полости чехлов 3. В центральной части корпуса 1 находится вставка 5, на внутренних сторонах которой имеются ультразвуковые излучатели 6. При этом ультразвуковые излучатели 6 расположены в узловых точках максимальной интенсивности колебаний и настроены на синхронную или различную относительно друг друга резонансную частоту колебаний. Перед входом потока в корпус 1 установлен завихритель 7 потока жидкости. Сегменты отражатели 2 имеют форму параболы, в фокусах которых находятся защитные чехлы 3 с ультрафиолетовыми лампами 4. Корпус имеет узел подачи 8 и узел отвода воды 9.The device for disinfecting water in a stream contains a housing 1 made in the form of segments of parabolic reflectors 2 connected to each other around protective covers 3 with ultraviolet lamps 4 located in the cavity of the covers 3. In the central part of the housing 1 there is an insert 5, on the inside of which there are ultrasonic emitters 6. In this case, the ultrasonic emitters 6 are located at the nodal points of the maximum intensity of oscillations and are tuned to a resonant part synchronous or different relative to each other frequency of oscillations. Before entering the flow into the housing 1 is installed a swirl 7 of the fluid flow. The reflector segments 2 have the shape of a parabola, in the foci of which are protective covers 3 with ultraviolet lamps 4. The housing has a supply unit 8 and a water discharge unit 9.

Принцип действия устройства для обеззараживания вводы в потоке следующий. Поток жидкости поступает через узел подачи 8 в корпус 1, где под действием ультрафиолетового излучения от источников ультрафиолетового ламп 3 и кавитационных процессов, образующихся под действием ультразвуковых излучателей 6, расположенных на внутренних сторонах вставки 5, происходит окисление растворенных солей, содержащихся в жидкости, которые выпадают в осадок. Одновременно при этом под действием ультрафиолетового излучения и кавитационных процессов происходит обеззараживание воды; патогенная микрофлора погибает. Обеззараженная вода выходит из корпуса 1 через узел отвода 9. Дополнительно наблюдается положительный эффект: самоочищение прозрачных для ультрафиолетовых излучений защитных чехлов ультрафиолетовых ламп. Ультразвуковые волны, распространяющиеся от ультразвуковых излучателей, отражаются от сегментов отражателей 2, фокусируются на поверхности защитных чехлов 3, тем самым обеспечивается эффективная очистка их поверхности от биообрастаний на затененной стороне, относительно распространения ультразвуковых колебаний.The principle of operation of the device for disinfecting the inputs in the stream is as follows. The fluid flow enters through the supply unit 8 into the housing 1, where under the action of ultraviolet radiation from sources of ultraviolet lamps 3 and cavitation processes formed under the action of ultrasonic emitters 6 located on the inner sides of the insert 5, the dissolved salts contained in the liquid are oxidized, which precipitate to sediment. At the same time, under the influence of ultraviolet radiation and cavitation processes, water is disinfected; pathogenic microflora dies. Disinfected water leaves the housing 1 through the drainage unit 9. In addition, a positive effect is observed: self-cleaning of UV-transparent protective covers for ultraviolet lamps. Ultrasonic waves propagating from ultrasonic emitters are reflected from the segments of the reflectors 2, focused on the surface of the protective covers 3, thereby ensuring effective cleaning of their surface from biofouling on the shaded side, relative to the propagation of ultrasonic vibrations.

Исполнение ультразвуковых излучателей 5 в полости вставки 4 значительно снижает шумы в процессе работы и отвечает самым высоким санитарно-гигиеническим условиям работы персонала. Завихритель 7 способствует более равномерной степени обработки потока жидкости по всему объему.The performance of the ultrasonic emitters 5 in the cavity of the insert 4 significantly reduces noise during operation and meets the highest sanitary and hygienic conditions for personnel. The swirler 7 contributes to a more uniform degree of processing the fluid flow throughout the volume.

При испытаниях усовершенствованного, в сравнении с прототипом, устройства для обеззараживания воды в потоке выявлено повышение его производительности и снижение энергозатрат. При этом обеззараживание жидкости заявленным устройством, как и в прототипе, достигается под действием ультрафиолетового излучения от источников ультрафиолетовых ламп и кавитационных процессов, образующихся под действием ультразвуковых излучателей, расположенных на внутренних сторонах вставки, что приводит к окислению растворенных солей. Обработка воды ультрафиолетовым излучением известна из уровня техники (например, RU 88345, МПК C02F 1/32, опубл. 10.11.2009, RU 99777, МПК C02F 1/32, опубл. 27.11.2010, RU 156915, МПК C02F 1/32, C02F 1/78, опубл. 20.11.2015, RU 2502683, МПК C02F 9/12, C02F 1/42, C02F 1/44 и др., опубл. 27.12.2013).When testing an advanced, in comparison with the prototype, a device for disinfecting water in a stream, an increase in its productivity and a decrease in energy consumption were revealed. In this case, the liquid disinfection by the claimed device, as in the prototype, is achieved under the influence of ultraviolet radiation from sources of ultraviolet lamps and cavitation processes formed under the action of ultrasonic emitters located on the inner sides of the insert, which leads to the oxidation of dissolved salts. Water treatment with ultraviolet radiation is known from the prior art (for example, RU 88345, IPC C02F 1/32, publ. 10.11.2009, RU 99777, IPC C02F 1/32, publ. 11/27/2010, RU 156915, IPC C02F 1/32, C02F 1/78, published on November 20, 2015, RU 2502683, IPC C02F 9/12, C02F 1/42, C02F 1/44, etc., published on 12/27/2013).

Конструкция заявленного изобретения, как и прототипа, позволяет эффективно самоочищать защитные чехлы ультрафиолетовых ламп от биоразростаний благодаря тому, что ультразвуковые волны, распространяющиеся от ультразвуковых излучателей, отражаются от сегментов отражателей, фокусируются на поверхности защитных чехлов; исполнение ультразвуковых излучателей в полости вставки значительно снижает шумы в процессе работы устройства; завихритель способствует более равномерной степени обработки потока жидкости по всему объему.The design of the claimed invention, as well as the prototype, allows you to effectively clean the protective covers of ultraviolet lamps from biodegradation due to the fact that ultrasonic waves propagating from ultrasonic emitters are reflected from the reflector segments, focused on the surface of the protective covers; the performance of ultrasonic emitters in the cavity of the insert significantly reduces noise during operation of the device; The swirler contributes to a more uniform degree of processing the fluid flow throughout the volume.

В заявленном устройстве для обеззараживания воды в потоке повышается производительность и снижаются энергозатраты за счет того, что внешняя сторона корпуса выполнена в виде сегментов отражателей параболической формы, соединенных друг с другом вокруг ультрафиолетовых ламп в защитных чехлах, а расположение сегментов отражателей выполнено таким образом, что защитные чехлы расположены в фокусах параболических сегментов отражателей.In the claimed device for disinfecting water in a stream, productivity is increased and energy consumption is reduced due to the fact that the outer side of the housing is made in the form of parabolic reflector segments connected to each other around ultraviolet lamps in protective covers, and the arrangement of the reflector segments is made in such a way that the protective the covers are located in the foci of the parabolic segments of the reflectors.

Claims

A device for disinfecting water in a stream, comprising a housing with water supply and removal units, ultraviolet radiation sources with protective covers made of a material transparent to ultraviolet rays, ultrasonic emitters, an insert located in the body in the form of an extended body, on the inside of which there are ultrasonic emitters , a flow swirl is installed in front of the flow inlet to the casing, characterized in that the outer side of the casing is made in the form of parabolic reflector segments, connected GOVERNMENTAL each other around the UV lamps in the protective covers, and the location of reflector segments arranged so that the protective covers are located at the foci of the parabolic reflector segments.