RU2751750C1

RU2751750C1 - Surface disinfection device

Info

Publication number: RU2751750C1
Application number: RU2020140921A
Authority: RU
Inventors: Валерий Иванович Глазунов; Георгий Валерьевич Глазунов; Владимир Игоревич Фролов; Николай Александрович Цурков; Евгений Павлович Шешин; Илья Николаевич Косарев; Юрий Рафикович Сиражетдинов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Торговый Дом "ХИММЕД"
Priority date: 2020-12-11
Filing date: 2020-12-11
Publication date: 2021-07-16

Abstract

FIELD: medicine.

SUBSTANCE: invention relates to medicine, namely to devices for surface disinfection. The device contains a housing in which an ultraviolet radiation source is installed. The emitter of the ultraviolet radiation source is made in the form of an ultraviolet light-emitting diode, electrically coupled with the control unit. A visible light LED is electrically connected to the control unit. The ultraviolet LED is designed to operate in the first mode of operation with a power in the range of 50 - 70 mW and in the second mode of operation with a power in the range of 15 - 20 mW. The visible light-emitting diode is made in the form of a stroboscope with the first frequency corresponding to the first mode of operation of an ultraviolet LED with a power in the range of 50 - 70 mW, and with a second frequency corresponding to the second mode of operation of an ultraviolet LED with a power in the range of 15 - 20 mW.

EFFECT: expansion of functionality of the device is achieved.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области обеззараживания, поверхностей воздуховодов, ран, воды и может быть использовано в медицинской промышленности.The invention relates to the field of disinfection, surfaces of air ducts, wounds, water and can be used in the medical industry.

Известна установка для обеззараживания и дезодорации воздуха, содержащая корпус с размещенными в нем блоком питания и управления, вентилятором и насосом. На корпусе закреплены облучатель с источником УФ излучения в виде газоразрядной лампы, установленной вертикально в держателе. Блок питания и управления содержит высоковольтный источник постоянного тока, генератор импульсов поджога, накопительный конденсатор и схему управления, подключенную к источнику постоянного тока и генератору импульсов поджига. Лампа подключена к блоку питания и управления с помощью импульсного трансформатора, обмотки которого намотаны на ферритовом сердечнике. Разрядный контур образован конденсатором, вторичной обмоткой трансформатора и лампой [RU 2092121].Known installation for disinfection and deodorization of air, containing a housing with placed in it a power supply and control unit, a fan and a pump. An irradiator with a UV radiation source in the form of a gas-discharge lamp, mounted vertically in a holder, is fixed on the body. The power and control unit contains a high-voltage direct current source, an arson pulse generator, a storage capacitor and a control circuit connected to a direct current source and an ignition pulse generator. The lamp is connected to the power supply and control unit using a pulse transformer, the windings of which are wound on a ferrite core. The discharge circuit is formed by a capacitor, a secondary winding of a transformer and a lamp [RU 2092121].

Недостаток этого устройства заключается в сложности устройства, связанной с использованием газоразрядных ламп.The disadvantage of this device is the complexity of the device associated with the use of gas discharge lamps.

Известно также установка обеззараживания поверхности труднодоступных участков горизонтальных вентиляционных шахт систем вентиляции и кондиционирования воздуха ультрафиолетовым излучением, предназначенная для бесконтактного дистанционного обеззараживания внутренней поверхности горизонтальных участков воздуховодов систем вентиляции и кондиционирования воздуха зданий и сооружений. Установка содержит колесную самоходную платформу, на которой закреплена ультрафиолетовая (УФ) лампа, заключенная в проволочный каркас и видеокамера. Платформа и УФ-лампа связаны с источником электропитания и пультом управления проводной связью. Эффективное обеззараживание внутренних поверхностей вентиляционных каналов обеспечено использованием источника ультрафиолетового излучения, защищенного проволочным каркасом и закрепленного на самоходной платформе, управляемой посредством пульта управления [RU 186623 U1].It is also known installation for disinfection of the surface of hard-to-reach areas of horizontal ventilation shafts of ventilation and air conditioning systems with ultraviolet radiation, designed for non-contact remote disinfection of the inner surface of horizontal sections of air ducts of ventilation and air conditioning systems of buildings and structures. The installation contains a wheeled self-propelled platform on which an ultraviolet (UV) lamp is mounted, enclosed in a wire frame and a video camera. The platform and UV lamp are wired to the power supply and control panel. Effective disinfection of the internal surfaces of ventilation ducts is ensured by using an ultraviolet radiation source protected by a wire frame and fixed on a self-propelled platform controlled by a control panel [RU 186623 U1].

Недостаток этого устройства заключается в сложности устройства, связанной с использованием ультрафиолетовых ламп.The disadvantage of this device is the complexity of the device associated with the use of ultraviolet lamps.

Известно также устройство обеззараживания поверхности труднодоступных участков вертикальных участков вентиляционных шахт систем вентиляции и кондиционирования воздуха ультрафиолетовым излучением, предназначенное для бесконтактного дистанционного обеззараживания внутренней поверхности горизонтальных участков воздуховодов систем вентиляции и кондиционирования воздуха зданий и сооружений. Устройство содержит катушку с гибким держателем, на котором закреплен источник бактерицидного ультрафиолетового излучения - ультрафиолетовая лампа, заключенная в проволочный каркас. Катушка с гибким держателем, привод катушки и УФ лампа связаны с источником электропитания и пультом управления проводной связью [RU 186758 U1].It is also known a device for disinfecting the surface of hard-to-reach sections of vertical sections of ventilation shafts of ventilation and air conditioning systems with ultraviolet radiation, designed for non-contact remote disinfection of the inner surface of horizontal sections of air ducts of ventilation and air conditioning systems of buildings and structures. The device contains a coil with a flexible holder, on which a source of bactericidal ultraviolet radiation is fixed - an ultraviolet lamp enclosed in a wire frame. A coil with a flexible holder, a coil drive and a UV lamp are connected to a power supply and a control panel by wire communication [RU 186758 U1].

Недостаток этого устройства заключается сложности устройства, связанной с использованием ультрафиолетовых ламп. В указанном устройстве в качестве источника УФ излучения применяются компактные амальгамные бактерицидные лампы низкого давления с мощностью от 30 до 100 Вт (на длине волны излучения 253,7 нм).The disadvantage of this device is the complexity of the device associated with the use of ultraviolet lamps. In the specified device, compact amalgam low-pressure bactericidal lamps with a power of 30 to 100 W (at a radiation wavelength of 253.7 nm) are used as a source of UV radiation.

Это устройство выбрано в качестве прототипа предложенного решения.This device was chosen as a prototype of the proposed solution.

Технический результат изобретения заключается в упрощении устройства и расширении его функциональных возможностей.The technical result of the invention is to simplify the device and expand its functionality.

Технический результат изобретения достигается тем, что в устройстве для обеззараживания поверхности, содержащем корпус в котором установлен источник ультрафиолетового излучения, в качестве излучателя источника ультрафиолетового излучения используют, по меньшей мере, один ультрафиолетовый светодиод, электрически сопряженный с блоком управления.The technical result of the invention is achieved in that in a device for surface disinfection, containing a housing in which an ultraviolet radiation source is installed, at least one ultraviolet light-emitting diode electrically coupled to a control unit is used as an emitter of an ultraviolet radiation source.

Существует вариант, в котором в устройство введен светодиод видимого диапазона, электрически сопряженный с блоком управления.There is a variant in which a visible range LED is inserted into the device, which is electrically coupled with the control unit.

Существует также вариант, в котором, по меньшей мере, один ультрафиолетовый светодиод имеет максимум излучения на длине волны 275±10 нм.There is also a variant in which at least one UV LED has a maximum emission at a wavelength of 275 ± 10 nm.

Существует также вариант, в котором, по меньшей мере, один ультрафиолетовый светодиод имеет первый режим работы с мощностью в диапазоне 50 - 70 мВт и второй режим работы с мощностью в диапазоне 15 - 20 мВт.There is also a variant in which at least one UV LED has a first mode of operation with a power in the range of 50 - 70 mW and a second mode of operation with a power in the range of 15 - 20 mW.

Существует также вариант, в котором, светодиод видимого диапазона выполнен в виде стробоскопа с первой частотой, соответствующей первому режиму работы, по меньшей мере, одного ультрафиолетового светодиода с мощностью в диапазоне 50 - 70 мВт и со второй частотой, соответствующей второму режиму работы, по меньшей мере, одного ультрафиолетового светодиода с мощностью в диапазоне 15 - 20 мВт.There is also an option in which the visible range LED is made in the form of a stroboscope with a first frequency corresponding to the first operating mode of at least one UV LED with a power in the range of 50 - 70 mW and with a second frequency corresponding to the second operating mode of at least at least one UV LED with a power in the range of 15 - 20 mW.

Существует также вариант, в котором, светодиод видимого диапазона и, по меньшей мере, один ультрафиолетовый светодиод помещены на одну плату, интегрированную с радиатором для эффективного теплоотвода во всех режимах работы.There is also a variant in which the visible light-emitting diode and at least one UV-light-emitting diode are placed on one board, integrated with the heatsink for efficient heat dissipation in all operating modes.

Существует также вариант, в котором, выходное кварцевое окно выполнено с коэффициентом пропускания не менее 95% на длинах волн 275±10 нм.There is also an option in which the output quartz window is made with a transmittance of at least 95% at wavelengths of 275 ± 10 nm.

На фиг. 1 схематически изображено устройство для обеззараживания поверхности.FIG. 1 schematically shows a device for surface disinfection.

На фиг. 2 приведен вариант блок-схемы блока управления.FIG. 2 shows a variant of the block diagram of the control unit.

Устройство для обеззараживания поверхности содержит корпус 1 (фиг. 1), в котором установлен аккумулятор 2, электрически сопряженный с блоком управления 3. В качестве аккумулятора 2 можно использовать LG INR18650HG2 или LG INR18650MJ1. В корпусе 1 установлен также радиатор 4, механически сопряженный с блоком управления 3. В качестве радиатора 4 можно использовать выточенный из алюминиевого сплава диск, посаженный на прессовую посадку в корпус 1. По меньшей мере, один ультрафиолетовый светодиод 5 механически сопряжен с радиатором 4 и электрически сопряжен с блоком управления 3. В качестве ультрафиолетового светодиода 5 можно использовать светодиод с длиной волны 275±10 нм и мощностью 70 мВт. На корпусе 1 установлено выходное кварцевое окно 7. На блоке управления 3 расположена кнопка управления 8.The device for surface disinfection contains a housing 1 (Fig. 1), in which a battery 2 is installed, electrically coupled to a control unit 3. As a battery 2, you can use LG INR18650HG2 or LG INR18650MJ1. A radiator 4 is also installed in the housing 1, mechanically coupled with the control unit 3. As a radiator 4, you can use a disc machined from an aluminum alloy, fitted on a press fit into the housing 1. At least one ultraviolet light-emitting diode 5 is mechanically coupled to the radiator 4 and electrically coupled to the control unit 3. As an ultraviolet LED 5, you can use an LED with a wavelength of 275 ± 10 nm and a power of 70 mW. An output quartz window 7 is installed on housing 1. Control unit 3 has a control button 8.

Существует вариант, в котором светодиод видимого диапазона 6 механически сопряжен с блоком управления 3 и электрически сопряжен с блоком управления 3. В качестве светодиода видимого диапазона 6 можно использовать светодиод с мощностью 1-3 Вт.There is a variant in which the LED of the visible range 6 is mechanically coupled with the control unit 3 and electrically coupled with the control unit 3. As a visible range LED 6, an LED with a power of 1-3 W can be used.

Существует также вариант, в котором, по меньшей мере, один ультрафиолетовый светодиод 5 имеет первый режим работы с мощностью в диапазоне 50 - 70 мВт и второй режим работы с мощностью в диапазоне 15 -20 мВт. Эти режимы обеспечиваются блоком управления 3 на основе микроконтроллера.There is also a variant in which at least one ultraviolet LED 5 has a first mode of operation with a power in the range of 50 - 70 mW and a second mode of operation with a power in the range of 15 - 20 mW. These modes are provided by the microcontroller-based control unit 3.

Существует также вариант, в котором светодиод видимого диапазона 6 выполнен в виде стробоскопа с первой частотой, соответствующей первому режиму работы, по меньшей мере, одного ультрафиолетового светодиода 5 с мощностью в диапазоне 50 - 70 мВт и со второй частотой, соответствующей второму режиму работы, по меньшей мере, одного ультрафиолетового светодиода 5 с мощностью в диапазоне 15-20 мВт. Это может быть реализовано следующим образом: микроконтроллер задает режим работы светодиодов с помощью широтно-импульсной модуляции питающего напряжения.There is also an option in which the LED of the visible range 6 is made in the form of a stroboscope with a first frequency corresponding to the first mode of operation of at least one ultraviolet LED 5 with a power in the range of 50 - 70 mW and with a second frequency corresponding to the second mode of operation. at least one ultraviolet LED 5 with a power in the range of 15-20 mW. This can be implemented as follows: the microcontroller sets the LED operating mode using pulse-width modulation of the supply voltage.

Существует также вариант, в котором светодиод видимого диапазона 6 и, по меньшей мере, один ультрафиолетовый светодиод 5 помещены на одну плату 9, интегрированную с радиатором 4 для эффективного теплоотвода во всех режимах работы. В качестве платы 9 можно использовать плату для монтажа светодиодов на основе меди или алюминия.There is also a variant in which the visible light-emitting diode 6 and at least one ultraviolet light-emitting diode 5 are placed on one board 9 integrated with the radiator 4 for efficient heat dissipation in all operating modes. As board 9, you can use a board for mounting LEDs based on copper or aluminum.

Существует также вариант, в котором выходное кварцевое окно 7 выполнено с коэффициентом пропускания не менее 95% на длинах волн 275±10 нм. В качестве материала кварцевого окна 7 можно использовать кварц марки КУ-1.There is also an option in which the output quartz window 7 is made with a transmittance of at least 95% at wavelengths of 275 ± 10 nm. The material of the quartz window 7 can be KU-1 quartz.

Устройство для обеззараживания работает следующим образом.The device for disinfection works as follows.

При первом включении кнопки 8 внутри нее загорается светодиод, свидетельствующий о включении устройства, дальнейшее однократное нажатие кнопки 8 включает на 20 секунд режим обеззараживания поверхностей или открытых ран на теле человека или животного, или жидкости (при мощности 20 мВт). Одной обработки обычно бывает достаточно, но если поверхность раны больше 20 см², то следующее включение возможно через 1 минуту.When button 8 is turned on for the first time, an LED inside it lights up, indicating that the device is turned on, further single pressing of button 8 turns on for 20 seconds the mode of disinfecting surfaces or open wounds on the human or animal body, or liquid (at a power of 20 mW). One treatment is usually enough, but if the surface of the wound is more than 20 cm ² , then the next turn-on is possible after 1 minute.

При этом работает стробоскоп белого цвета с частотой 1 Гц и малой интенсивности.In this case, a white strobe with a frequency of 1 Hz and low intensity works.

Повторное нажимание кнопки 8 включает режим 70 мВт (или более) на 20 сек, что достаточно для полного обеззараживания 200 мл полностью прозрачной воды. При этом стробоскоп работает в более ярком режиме и с частотой 10 Гц.Repeated pressing of button 8 turns on the 70 mW (or more) mode for 20 seconds, which is enough for complete disinfection of 200 ml of completely transparent water. In this case, the stroboscope operates in a brighter mode and at a frequency of 10 Hz.

Управление устройством одной кнопкой производится с помощью блока управления 3 на основе 8-битного микроконтроллера. Он осуществляет управление режимами работы и отсчет времени задержки включения после работы в режиме повышенной мощности.One-button device control is performed using control unit 3 based on an 8-bit microcontroller. It controls the operating modes and counts the turn-on delay time after operating in the increased power mode.

То, что в устройстве для обеззараживания поверхности, содержащем источник ультрафиолетового излучения, в качестве излучателя источника ультрафиолетового излучения используют, по меньшей мере, один ультрафиолетовый светодиод 5, электрически сопряженный с блоком управления 3 приводит к упрощению устройства и расширении его функциональных возможностей.The fact that in the device for surface disinfection containing a source of ultraviolet radiation, at least one ultraviolet light-emitting diode 5 is used as the emitter of the source of ultraviolet radiation, electrically coupled to the control unit 3, leads to a simplification of the device and expansion of its functionality.

То, что в устройство введен светодиод видимого диапазона 6, электрически сопряженный с блоком управления 3 приводит к расширению его функциональных возможностей за счет возможности наблюдения за процессом.The fact that the LED of the visible range 6 is introduced into the device, which is electrically coupled with the control unit 3, leads to the expansion of its functionality due to the possibility of monitoring the process.

То, что, по меньшей мере, один ультрафиолетовый светодиод 5 имеет максимум излучения на длине волны 275±10 нм, приводит к уничтожению всех микробов, бактерий и вирусов.The fact that at least one ultraviolet light-emitting diode 5 has a maximum radiation at a wavelength of 275 ± 10 nm leads to the destruction of all microbes, bacteria and viruses.

То, что, по меньшей мере, один ультрафиолетовый светодиод 5 имеет первый режим работы с мощностью в диапазоне 50 - 70 мВт и второй режим работы с мощностью в диапазоне 15-20 мВт приводит к обеспечению двух режимов работы: I - обеззараживание воды; II - обеззараживание поверхностей, в том числе ран.The fact that at least one ultraviolet LED 5 has a first mode of operation with a power in the range of 50 - 70 mW and a second mode of operation with a power in the range of 15-20 mW leads to the provision of two modes of operation: I - water disinfection; II - disinfection of surfaces, including wounds.

То, что светодиод видимого диапазона 6 выполнен в виде стробоскопа с первой частотой, соответствующей первому режиму работы, по меньшей мере, одного ультрафиолетового светодиода 5 с мощностью в диапазоне 50 - 70 мВт, и со второй частотой, соответствующей второму режиму работы, по меньшей мере, одного ультрафиолетового светодиода 5 с мощностью в диапазоне 15-20 мВт, приводит к увеличению безопасности обращения с устройством.The fact that the LED of the visible range 6 is made in the form of a stroboscope with a first frequency corresponding to the first mode of operation of at least one ultraviolet LED 5 with a power in the range of 50 - 70 mW, and with a second frequency corresponding to the second mode of operation, at least , one UV LED 5 with a power in the range of 15-20 mW, leads to an increase in the safety of handling the device.

То, что светодиод видимого диапазона 6 и, по меньшей мере, один ультрафиолетовый светодиод 5 помещены на одну плату 9, интегрированную с радиатором 4, повышает надежность работы устройства.The fact that the visible light-emitting diode 6 and at least one ultraviolet light-emitting diode 5 are placed on one board 9 integrated with the radiator 4 increases the reliability of the device.

То, что выходное кварцевое окно 7 выполнено с коэффициентом пропускания не менее 95% на длинах волн 275±10 нм, повышает эффективность обеззараживания.The fact that the output quartz window 7 is made with a transmittance of at least 95% at wavelengths of 275 ± 10 nm increases the efficiency of disinfection.

Claims

1. A device for surface disinfection, comprising a housing in which an ultraviolet radiation source is installed, and the emitter of the ultraviolet radiation source is made in the form of at least one ultraviolet light-emitting diode electrically coupled to a control unit, while a visible light-emitting diode is electrically coupled to the control unit, electrically coupled with a control unit, characterized in that at least one ultraviolet LED is configured to operate in the first mode of operation with a power in the range of 50 - 70 mW and in the second mode of operation with a power in the range of 15 - 20 mW, and the visible LED range is made in the form of a stroboscope with a first frequency corresponding to the first mode of operation of at least one ultraviolet LED with a power in the range of 50 - 70 mW, and with a second frequency corresponding to the second mode of operation of at least one ultraviolet LED with a power of range 15 - 2 0 mW.

2. A device for surface disinfection according to claim 1, characterized in that at least one ultraviolet light-emitting diode has a maximum radiation at a wavelength of 275 nm.