RU55358U1

RU55358U1 - REACTOR FOR WATER TREATMENT BY UV RADIATION

Info

Publication number: RU55358U1
Application number: RU2005124933/22U
Authority: RU
Inventors: Евгений Михайлович Силкин
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Электроника силовая"
Priority date: 2005-08-04
Filing date: 2005-08-04
Publication date: 2006-08-10

Abstract

Полезная модель относится к электротехнологии и может быть использована при проектировании новых установок для очистки и обеззараживания воды высокой надежности. Полезная модель повышает надежность работы реактора для обработки воды ультрафиолетовым излучением. Реактор для обработки воды ультрафиолетовым излучением, содержит резервуар с патрубками для подвода исходной и отвода обработанной воды, частично заполняемый обрабатываемой водой, источник ультрафиолетового излучения, возбуждаемый электрическим разрядом в рабочем газе, размещенный над поверхностью обрабатываемой воды, генератор питания, подключенный к электродам источника ультрафиолетового излучения. Источник ультрафиолетового излучения выполнен в виде отпаянной трубки из оптически прозрачного для ультрафиолетового излучения материала, заполненной рабочим газом. Трубка размещена между вспомогательным внешним электродом и поверхностью обрабатываемой воды. Электрический разряд возбуждается в рабочем газе при приложении напряжения генератора питания между вспомогательным внешним электродом и обрабатываемой водой, которая выполняют роль второго электрода источника ультрафиолетового излучения.The utility model relates to electrical technology and can be used in the design of new plants for the purification and disinfection of high reliability water. The utility model improves the reliability of the reactor for treating water with ultraviolet radiation. The ultraviolet radiation water treatment reactor comprises a reservoir with nozzles for supplying and discharging the treated water, partially filled with the treated water, a source of ultraviolet radiation excited by an electric discharge in the working gas, located above the surface of the treated water, a power generator connected to the electrodes of the source of ultraviolet radiation . The source of ultraviolet radiation is made in the form of a sealed tube from a material optically transparent to ultraviolet radiation, filled with a working gas. The tube is placed between the auxiliary external electrode and the surface of the treated water. An electric discharge is excited in the working gas when the voltage of the power generator is applied between the auxiliary external electrode and the treated water, which play the role of the second electrode of the ultraviolet radiation source.

Description

Полезная модель относится к электротехнологии и может быть использована при проектировании новых установок для очистки и обеззараживания воды высокой надежности.The utility model relates to electrical technology and can be used in the design of new plants for the purification and disinfection of high reliability water.

Известен реактор для обработки воды ультрафиолетовым излучением, содержащий резервуар с патрубками для подвода исходной и отвода обработанной воды, частично заполняемый обрабатываемой водой, источник ультрафиолетового излучения, возбуждаемый электрическим разрядом в рабочем газе, размещенный над поверхностью обрабатываемой воды, генератор питания, подключенный к электродам источника ультрафиолетового излучения (З. на изобретение 2003110894 РФ, МКИ С 02 F 9\12. Устройство для обеззараживания проточной воды \ Лукьянов В.И., Тюкин В.Н. и др. - Заявл. 16.04.03, Опубл. 20.11.03. БИМП №32).A known reactor for treating water with ultraviolet radiation, comprising a reservoir with nozzles for supplying initial and discharging treated water, partially filled with treated water, a source of ultraviolet radiation excited by an electric discharge in the working gas, placed above the surface of the treated water, a power generator connected to electrodes of a source of ultraviolet radiation (Z. for invention 2003110894 RF, MKI C 02 F 9 \ 12. Device for disinfecting running water \ V. Lukyanov, V. N. Tyukin, etc. - Application . 16.04.03, publ. 20.11.03. №32 BIMP).

Недостатком реактора для обработки воды ультрафиолетовым излучением является низкая надежность его работы, что обусловлено низкой надежностью работы источника ультрафиолетового излучения и общей технической сложностью устройства.The disadvantage of the reactor for treating water with ultraviolet radiation is the low reliability of its operation, which is due to the low reliability of the source of ultraviolet radiation and the overall technical complexity of the device.

Известен реактор для обработки воды ультрафиолетовым излучением, содержащий резервуар с патрубками для подвода исходной и отвода обработанной воды, частично заполняемый обрабатываемой водой, источник ультрафиолетового излучения, возбуждаемый электрическим разрядом в рабочем газе, размещенный над поверхностью обрабатываемой воды, генератор питания, подключенный к электродам источника ультрафиолетового излучения (З. на изобретение 2003120872 РФ, МКИ С 02 F 1\28. Способ очистки поверхностного стока от нефтепродуктов \ Ким А.Н., Меньшакова И.С. - Заявл. 18.04.03, Опубл. 20.02.05. БИМП №5).A known reactor for treating water with ultraviolet radiation, comprising a reservoir with nozzles for supplying initial and discharging treated water, partially filled with treated water, a source of ultraviolet radiation excited by an electric discharge in the working gas, placed above the surface of the treated water, a power generator connected to electrodes of a source of ultraviolet radiation (Z. for invention 2003120872 RF, MKI C 02 F 1 \ 28. A method for cleaning surface runoff from oil products \ Kim AN, Menshakova IS - Z yavl. 18.04.03, publ. 20.02.05. BIMP №5).

Недостатком реактора для обработки воды ультрафиолетовым излучением является низкая надежность его работы, что обусловлено низкой надежностью работы источника ультрафиолетового излучения, имеющего конструкцию с внутренними электродами.The disadvantage of a reactor for treating water with ultraviolet radiation is the low reliability of its operation, which is due to the low reliability of the source of ultraviolet radiation having a design with internal electrodes.

Известен реактор для обработки воды ультрафиолетовым излучением, содержащий резервуар с патрубками для подвода исходной и отвода обработанной воды, частично заполняемый обрабатываемой водой, источник ультрафиолетового излучения, возбуждаемый электрическим разрядом в рабочем газе, размещенный над поверхностью обрабатываемой воды, генератор питания, подключенный к электродам источника ультрафиолетового излучения (Сарычев Г.С. К расчету бактерицидных установок \\ Светотехника, №1, 2005 г. - С.62-63).A known reactor for treating water with ultraviolet radiation, comprising a reservoir with nozzles for supplying initial and discharging treated water, partially filled with treated water, a source of ultraviolet radiation excited by an electric discharge in the working gas, placed above the surface of the treated water, a power generator connected to electrodes of a source of ultraviolet radiation (G. Sarychev. To the calculation of bactericidal installations \\ Lighting Engineering, No. 1, 2005 - P.62-63).

Данный реактор для обработки воды ультрафиолетовым излучением является наиболее близким по технической сущности к полезной модели и рассматривается в качестве прототипа.This reactor for treating water with ultraviolet radiation is the closest in technical essence to a utility model and is considered as a prototype.

Полезная модель направлена на решение задачи повышения надежности работы реактора для обработки воды ультрафиолетовым излучением, что является целью полезной модели.The utility model is aimed at solving the problem of improving the reliability of the reactor for treating water with ultraviolet radiation, which is the purpose of the utility model.

Повышение надежности работы реактора для обработки воды ультрафиолетовым излучением достигается тем, что в реакторе для обработки воды ультрафиолетовым излучением, содержащем резервуар с патрубками для подвода исходной и отвода обработанной воды, частично заполняемый обрабатываемой водой, источник ультрафиолетового излучения, возбуждаемый электрическим разрядом в рабочем газе, размещенный над поверхностью обрабатываемой воды, генератор питания, подключенный к электродам источника ультрафиолетового излучения, источник ультрафиолетового излучения выполнен Improving the reliability of the reactor for treating water with ultraviolet radiation is achieved by the fact that in the reactor for treating water with ultraviolet radiation, containing a reservoir with nozzles for supplying the source and discharge of the treated water, partially filled with the treated water, a source of ultraviolet radiation excited by an electric discharge in the working gas, placed above the surface of the treated water, a power generator connected to the electrodes of the ultraviolet radiation source, an ultraviolet source em radiation performed

в виде отпаянной трубки из оптически прозрачного для ультрафиолетового излучения материала, заполненной рабочим газом, трубка размещена между вспомогательным внешним электродом и поверхностью обрабатываемой воды, которая выполняют роль второго электрода источника ультрафиолетового излучения.in the form of a sealed tube made of a material that is optically transparent for ultraviolet radiation and filled with working gas, the tube is placed between the auxiliary external electrode and the surface of the treated water, which act as the second electrode of the ultraviolet radiation source.

Существенным отличием, характеризующим полезную модель, является повышение надежности работы реактора для обработки воды ультрафиолетовым излучением. Это обеспечивается изменением конструкции источника ультрафиолетового излучения, а также принципа его работы. Ультрафиолетовое излучение генерируется в электрическом разряде, который является наиболее эффективным источником оптического излучения. Рабочий газ наполняет трубку, не имеющую электродов внутри, что повышает надежность работы и долговечность источника ультрафиолетового излучения и реактора в целом.A significant difference characterizing the utility model is an increase in the reliability of the reactor for treating water with ultraviolet radiation. This is ensured by a change in the design of the source of ultraviolet radiation, as well as the principle of its operation. Ultraviolet radiation is generated in an electric discharge, which is the most effective source of optical radiation. The working gas fills a tube that does not have electrodes inside, which increases the reliability and durability of the ultraviolet radiation source and the reactor as a whole.

Повышение надежности работы реактора для обработки воды ультрафиолетовым излучением является полученным техническим результатом, обусловленным заявляемым устройством реактора для обработки воды ультрафиолетовым излучением, примененной конструкцией источника ультрафиолетового излучения, возбуждаемого электрическим разрядом в рабочем газе, выполнением электродов источника ультрафиолетового излучения и принципами соединения (подключения) частей устройства. Разрядная трубка не имеет внутренних электродов, что обеспечивает высокую надежность ее работы и долговечность. Повышение надежности работы реактора для обработки воды ультрафиолетовым излучением, таким образом, обусловлено отличительными признаками полезной модели. Поэтому отличительные признаки заявляемого реактора для обработки воды ультрафиолетовым излучением являются существенными.Improving the reliability of the reactor for treating water with ultraviolet radiation is the technical result due to the claimed device of the reactor for treating water with ultraviolet radiation, the design of the source of ultraviolet radiation, excited by an electric discharge in the working gas, the implementation of the electrodes of the source of ultraviolet radiation and the principles of connection (connection) of the device parts . The discharge tube does not have internal electrodes, which ensures high reliability of its operation and durability. Improving the reliability of the reactor for treating water with ultraviolet radiation, thus, is due to the distinguishing features of the utility model. Therefore, the distinguishing features of the inventive reactor for treating water with ultraviolet radiation are significant.

На рисунке приведена функциональная схема реактора для обработки воды ультрафиолетовым излучением с выделенными элементами конструкции, поясняющая устройство и принцип соединения его частей.The figure shows a functional diagram of a reactor for treating water with ultraviolet radiation with highlighted structural elements, explaining the device and the principle of connecting its parts.

Реактор для обработки воды ультрафиолетовым излучением содержит резервуар 1 с патрубками для подвода исходной 2 и отвода обработанной воды 3, источник ультрафиолетового излучения в виде отпаянной трубки 4 из оптически прозрачного для ультрафиолетового излучения материала, размещаемой между вспомогательным внешним электродом 5 и поверхностью обрабатываемой воды, которая выполняет роль второго электрода б источника ультрафиолетового излучения, генератор питания 7, подключаемый к электродам источника ультрафиолетового излучения.The ultraviolet radiation water treatment reactor comprises a reservoir 1 with nozzles for supplying the initial 2 and discharging the treated water 3, an ultraviolet radiation source in the form of a sealed tube 4 from a material optically transparent to ultraviolet radiation, placed between the auxiliary external electrode 5 and the surface of the treated water, which performs the role of the second electrode b of the ultraviolet radiation source, a power generator 7, connected to the electrodes of the ultraviolet radiation source.

Реактор для обработки воды ультрафиолетовым излучением в рассматриваемом варианте имеет конструкцию с одним источником ультрафиолетового излучения. Принципиально он может содержать большое число источников ультрафиолетового излучения с индивидуальными или общим внешним электродом. Источник ультрафиолетового излучения также может иметь иную (не трубчатую) конструкцию, например, общую плоскую. При этом размер плоскости может быть равен площади поверхности обрабатываемой воды. При этом, для сохранения постоянного расстояния от источника ультрафиолетового излучения до поверхности обрабатываемой воды, источник ультрафиолетового излучения может размещаться, например, на плавающем каркасе.The ultraviolet radiation water treatment reactor in the present embodiment has a design with one ultraviolet radiation source. In principle, it can contain a large number of sources of ultraviolet radiation with an individual or common external electrode. The source of ultraviolet radiation can also have a different (non-tubular) design, for example, a common flat. The size of the plane may be equal to the surface area of the treated water. Moreover, to maintain a constant distance from the source of ultraviolet radiation to the surface of the treated water, the source of ultraviolet radiation can be placed, for example, on a floating frame.

Реактор для обработки воды ультрафиолетовым излучением работает следующим образом. Обрабатываемая вода поступает в резервуар 1 через патрубок 2 для подвода исходной воды. Обработанная вода выводится из резервуара 1 через патрубок 3 для отвода воды. Под действием напряжения генератора питания 7, приложенным между вспомогательным внешним электродом 5 и обрабатываемой водой, которая выполняет роль второго электрода 6, в объёме отпаянной трубки 4 в рабочем газе возбуждается электрический разряд. При этом наиболее эффективной формой разряда является барьерный разряд. Электрический барьерный разряд имеет структуру отдельных микроразрядов, равномерно распределенных по внутренним поверхностям диэлектрических слоев отпаянной трубки.The ultraviolet water treatment reactor operates as follows. The treated water enters the tank 1 through the pipe 2 for supplying the source water. The treated water is discharged from the tank 1 through the pipe 3 to drain the water. Under the action of the voltage of the power generator 7, applied between the auxiliary external electrode 5 and the treated water, which acts as the second electrode 6, an electric discharge is excited in the volume of the sealed tube 4 in the working gas. The most effective form of discharge is a barrier discharge. The electric barrier discharge has the structure of individual microdischarges uniformly distributed over the inner surfaces of the dielectric layers of the soldered tube.

Микроразряды являются источником интенсивного ультрафиолетового излучения. При этом в качестве рабочего газа может использоваться инертный газ или смесь газов. Отпаянная трубка 4 может быть выполнена из кристаллического кварца, оптически прозрачного для ультрафиолетового излучения генерируемых длин волн. Вспомогательный внешний электрод 5 может быть выполнен напылением слоя металла на часть поверхности отпаянной трубки 4. Металлическое напыление при этом одновременно может выполнять роль отражательного элемента источника ультрафиолетового излучения. Ультрафиолетовое излучение от источника ультрафиолетового излучения воздействует на обрабатываемую воду в резервуаре 1, что приводит к ее обеззараживанию и деструкции загрязнений в воде.Microdischarges are a source of intense ultraviolet radiation. In this case, an inert gas or a mixture of gases can be used as the working gas. The sealed tube 4 can be made of crystalline quartz, which is optically transparent for the ultraviolet radiation of the generated wavelengths. The auxiliary external electrode 5 can be performed by sputtering a metal layer on a part of the surface of the sealed tube 4. Metal sputtering can simultaneously serve as a reflective element of the ultraviolet radiation source. Ultraviolet radiation from the source of ultraviolet radiation affects the treated water in the tank 1, which leads to its disinfection and destruction of contaminants in the water.

При недостаточной проводимости обрабатываемой воды источник ультрафиолетового излучения может быть снабжен вторым вспомогательным внешним электродом, выполненным, например, в виде сетки. При этом отпаянная трубка 4 располагается между вспомогательными внешними электродами, а генератор питания 7 подключается к вспомогательным внешним электродам.With insufficient conductivity of the treated water, the source of ultraviolet radiation can be equipped with a second auxiliary external electrode, made, for example, in the form of a grid. When this sealed tube 4 is located between the auxiliary external electrodes, and the power generator 7 is connected to the auxiliary external electrodes.

По сравнению с прототипом повышается надежность работы реактора для обработки воды ультрафиолетовым излучением. Это обеспечивается изменением конструкции источника ультрафиолетового излучения, а также принципа его работы. Ультрафиолетовое излучение генерируется в электрическом разряде, который является наиболее эффективным источником оптического излучения. Рабочий газ наполняет трубку, не имеющую электродов внутри, что повышает надежность работы и долговечность источника ультрафиолетового излучения и реактора в целом. Источник ультрафиолетового излучения имеет технически простую конструкцию. Отсутствие внутренних электродов обеспечивает высокий ресурс работы источника ультрафиолетового излучения без изменения его технических характеристик. Простое устройство источника ультрафиолетового излучения Compared with the prototype, the reliability of the reactor for treating water with ultraviolet radiation is increased. This is ensured by a change in the design of the source of ultraviolet radiation, as well as the principle of its operation. Ultraviolet radiation is generated in an electric discharge, which is the most effective source of optical radiation. The working gas fills the tube that does not have electrodes inside, which increases the reliability and durability of the ultraviolet radiation source and the reactor as a whole. The ultraviolet radiation source has a technically simple design. The absence of internal electrodes provides a high service life of the source of ultraviolet radiation without changing its technical characteristics. A simple UV source device

обеспечивает высокую надежность работы и высокое качество обработки воды. Повышение надежности работы реактора для обработки воды ультрафиолетовым излучением может быть оценено по времени наработки на отказ. Согласно экспертным оценкам и экспериментальному анализу время наработки на отказ заявляемой полезной модели может быть увеличено по сравнению с прототипом в 2,0-2,5 раза за счет повышения надежности работы источника ультрафиолетового излучения заявляемой конструкции.provides high reliability and high quality water treatment. Improving the reliability of the reactor for treating water with ultraviolet radiation can be estimated by the mean time between failures. According to expert estimates and experimental analysis, the time between failures of the claimed utility model can be increased in comparison with the prototype 2.0-2.5 times by increasing the reliability of the source of ultraviolet radiation of the claimed design.

Claims

The ultraviolet irradiation water treatment reactor, comprising a reservoir with nozzles for supplying and discharging the treated water, partially filled with the treated water, an ultraviolet radiation source excited by an electric discharge in the working gas, located above the surface of the water to be treated, a power generator connected to the electrodes of the ultraviolet radiation source characterized in that the source of ultraviolet radiation is made in the form of a sealed tube from optically transparent to ultra ioletovogo radiation material filled with a working gas, the tube is placed between the auxiliary electrode and the outer surface of the treated water, which serve as the second electrode of the ultraviolet radiation source.