RU63224U1 - DEVICE FOR DISINFECTING AIR AND LIQUID MEDIA - Google Patents

DEVICE FOR DISINFECTING AIR AND LIQUID MEDIA Download PDF

Info

Publication number
RU63224U1
RU63224U1 RU2007100293/22U RU2007100293U RU63224U1 RU 63224 U1 RU63224 U1 RU 63224U1 RU 2007100293/22 U RU2007100293/22 U RU 2007100293/22U RU 2007100293 U RU2007100293 U RU 2007100293U RU 63224 U1 RU63224 U1 RU 63224U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
air
bulb
lamp
liquid
power source
Prior art date
Application number
RU2007100293/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Эдуард Анатольевич Соснин
Виктор Федотович Тарасенко
Сергей Михайлович Авдеев
Дмитрий Владимирович Шитц
Виктор Семенович Скакун
Original Assignee
Институт сильноточной электроники СО РАН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт сильноточной электроники СО РАН filed Critical Институт сильноточной электроники СО РАН
Priority to RU2007100293/22U priority Critical patent/RU63224U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU63224U1 publication Critical patent/RU63224U1/en

Links

Landscapes

  • Apparatus For Disinfection Or Sterilisation (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к устройствам обеззараживания воздуха и жидких сред и может быть использована для улучшения микроклимата помещений, обеззараживания помещений, стерилизации жидкостей. Технический результат: повышение эффективности обеззараживания и создание универсального устройства, пригодного для облучения воздуха или жидкой среды.The utility model relates to air and liquid disinfection devices and can be used to improve the microclimate of rooms, disinfect rooms, and sterilize liquids. Effect: increase the effectiveness of disinfection and the creation of a universal device suitable for irradiation of air or liquid medium.

Устройство состоит из лампы, включающей в себя колбу, заполненную рабочей смесью и образованную двумя коаксиально установленными цилиндрическими диэлектрическими трубками, прозрачными на рабочей длине волны, двух электродов, размещенных снаружи колбы, один из которых отражающий, а второй, пропускающий излучение, а также источника питания, подключенного к электродам. Конструкция дополнительно содержит устройство нагнетания воздуха или жидкости, которое расположено с источником питания на торце лампы, при этом отражающий электрод размещен либо снаружи либо внутри коаксиальной колбы.The device consists of a lamp, which includes a bulb filled with a working mixture and formed by two coaxially mounted cylindrical dielectric tubes transparent at the working wavelength, two electrodes placed outside the bulb, one of which is reflective and the other transmitting radiation, as well as a power source connected to the electrodes. The design further comprises an air or liquid injection device, which is located with a power source at the end of the lamp, while the reflective electrode is placed either outside or inside the coaxial bulb.

Description

Полезная модель относится к устройствам обеззараживания воздуха и жидких сред, в частности, к устройствам на основе ламп барьерного разряда и может быть использована для улучшения микроклимата помещений, обеззараживания помещений, стерилизации жидкостей.The utility model relates to air and liquid disinfecting devices, in particular, to devices based on barrier discharge lamps and can be used to improve the indoor climate, disinfect rooms, and sterilize liquids.

Известны устройства обеззараживания, в которых используется ультрафиолетовое излучение т.н. бактерицидных ртутно-кварцевых ламп низкого давления. В таких лампах около 70% всей излучаемой мощности приходится на ультрафиолетовое излучение в диапазоне от 250 до 370 нм, из которого около 60% приходится на долю резонансной линии ртути 253.7 нм, обеспечивающей максимум бактерицидного действия [1]. Устройства имеют простое питание и обслуживание, что позволило им получить широкое распространение. Общим недостатком этих устройств является вероятность разгерметизации колбы лампы и загрязнение ртутью окружающей среды (раствора или в воздушной среды), что недопустимо как в случае медицинских, так и биологических приложений. Чтобы исключить указанный вредный фактор, лампы, например, эксплуатируют в прозрачных для ультрафиолетового излучения кожухах, что усложняет и удорожает конструкцию. Кроме того, такие же кожухи, в частности, в целях электробезопасности используются при обеззараживании жидких сред. Отдельную проблему представляет утилизация отработавших ламп, содержащих ртуть [2].Disinfection devices are known in which the so-called ultraviolet radiation is used. bactericidal mercury-quartz lamps of low pressure. In such lamps, about 70% of the total radiated power falls on ultraviolet radiation in the range from 250 to 370 nm, of which about 60% falls on the resonance mercury line 253.7 nm, which provides the maximum bactericidal effect [1]. The devices have simple power and maintenance, which allowed them to be widely used. A common drawback of these devices is the likelihood of depressurization of the lamp bulb and mercury pollution of the environment (solution or in the air), which is unacceptable in the case of medical and biological applications. To eliminate the indicated harmful factor, lamps, for example, are operated in casings transparent to ultraviolet radiation, which complicates and increases the cost of the design. In addition, the same housings, in particular, for electrical safety, are used in the disinfection of liquid media. A separate problem is the disposal of spent lamps containing mercury [2].

Известны устройства, основным компонентом которых является импульсная лампа, наполненная инертным газом ксеноном [3], криптоном или смесью легкого и тяжелого инертных газов [4], ртутные лампы среднего давления [5]. Устройства данного типа имеют широкополосный спектр излучения или совокупность атомарных линий, что по сравнению с ртутными лампами низкого давления, имеющими линейчатый спектр, значительно увеличивает вероятность инактивации различных микроорганизмов, обладающих различными спектральными характеристиками и показателями оптической плотности. Кроме того, широкополосное ультрафиолетовое излучение в случае сильного бактериального загрязнения воздуха, поверхности или раствора в среднем будет характеризоваться большой глубиной проникновения.Known devices, the main component of which is a flash lamp filled with an inert gas xenon [3], krypton or a mixture of light and heavy inert gases [4], medium pressure mercury lamps [5]. Devices of this type have a broadband emission spectrum or a set of atomic lines, which, compared with low-pressure mercury lamps with a linear spectrum, significantly increases the likelihood of inactivation of various microorganisms with different spectral characteristics and optical density indices. In addition, in the case of strong bacterial contamination of air, surface or solution, broadband ultraviolet radiation will have a large penetration depth.

Однако получение широкополосного спектра здесь сопряжено с большими затратами энергии, ненужными для решения задачи селективного воздействия на микроорганизмы, восприимчивость которых к действию ультрафиолетового излучения известна. Кроме того, питание импульсных ламп осуществляется от источников высокого напряжения в десятки киловольт (см. напр. [6]) и иногда имеет сложные схемы коммутации. Первое делает их использование небезопасным, а второе увеличивает стоимость.However, obtaining a broadband spectrum is associated with high energy costs, unnecessary for solving the problem of selective exposure to microorganisms, the susceptibility of which to the action of ultraviolet radiation is known. In addition, flash lamps are supplied from high voltage sources of tens of kilovolts (see, for example, [6]) and sometimes have complex switching schemes. The first makes their use unsafe, and the second increases the cost.

Отдельно отметим, что для облучения воздуха и жидкости во всех вышеописанных случаях требуются существенные изменения в конструктивном исполнении облучателей. Каждая конструкция фиксирована и служит достижению какой-то одной цели либо стерилизации воздуха, либо жидкости.Separately, we note that for the irradiation of air and liquid in all the above cases, significant changes in the design of the irradiators are required. Each design is fixed and serves the achievement of a single goal of either sterilizing air or liquid.

Также известны лампы барьерного разряда, не содержащие ртути, заполненные инертными газами или их смесями с галогеноносителями. Такие лампы излучают до 80% всей мощности в узкой полосе ультрафиолетового излучения, зависящей от рабочей молекулы. Эта особенность спектра может быть использована в том случае, если максимум полосы излучения совпадает или близок к максимумам бактерицидного действия ультрафиолетового излучения на микроорганизмы [7].Also known are mercury-free barrier discharge lamps filled with inert gases or mixtures thereof with halogen carriers. Such lamps emit up to 80% of all power in a narrow band of ultraviolet radiation, depending on the working molecule. This spectral feature can be used if the maximum of the emission band coincides or is close to the maximums of the bactericidal action of ultraviolet radiation on microorganisms [7].

Наиболее близкой к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является устройство для ультрафиолетовой инактивации микроорганизмов, содержащее две коаксиально установленные, цилиндрические трубки из диэлектрика, прозрачного на рабочей длине волны, пространство между которыми заполнено инертным газом и галогеноносителем Br2, два металлических электрода, один из которых перфорирован, а второй - сплошной и расположен во внутренней трубке, генератор накачки, подключенный к обоим электродам [7]. Устройство работает на основе на основе барьерного разряда.The closest to a useful model in terms of technical nature and the achieved result is a device for ultraviolet inactivation of microorganisms, containing two coaxially mounted, cylindrical tubes of a dielectric transparent at the working wavelength, the space between which is filled with an inert gas and a halogen carrier Br 2 , two metal electrodes, one of which perforated, and the second is continuous and located in the inner tube, a pump generator connected to both electrodes [7]. The device operates on the basis of a barrier discharge.

Задачей полезной модели является повышение эффективности обеззараживания и создание универсального устройства, пригодного для облучения воздуха или жидкой среды.The objective of the utility model is to increase the disinfection efficiency and create a universal device suitable for irradiation of air or liquid medium.

Указанная задача достигается за счет того, что устройство для обеззараживания воздуха и жидких сред состоит из лампы, включающей в себя колбу, заполненную рабочей смесью и образованную двумя коаксиально установленными цилиндрическими диэлектрическими трубками, прозрачными на рабочей длине волны, двух электродов, размещенных снаружи колбы, один из которых отражающий, а второй - пропускающий излучение, а также источника питания, подключенного к электродам, и, согласно техническому решению, дополнительно содержит устройство нагнетания воздуха или жидкости и расположено с источником питания на торце лампы, при этом отражающий электрод размещен либо снаружи, либо внутри коаксиальной колбы.This task is achieved due to the fact that the device for disinfecting air and liquid media consists of a lamp that includes a bulb filled with a working mixture and formed by two coaxially mounted cylindrical dielectric tubes transparent at the working wavelength, two electrodes placed outside the bulb, one of which reflecting, and the second - transmitting radiation, as well as a power source connected to the electrodes, and, according to the technical solution, further comprises a discharge device in air or liquid and is located with a power source at the end of the lamp, while the reflective electrode is placed either outside or inside the coaxial bulb.

Размещение источника питания на торце колбы обеспечивает его соединение с внутренним высоковольтным электродом по кратчайшему пути, что обеспечивает электробезопасность устройства, снижает потери при передаче энергии и уменьшает уровень электромагнитных помех. При обеззараживании воздуха или воды обеспечивается облучение всего пространства вокруг колбы лампы (фиг.1) и эффективное охлаждение внутренней трубки лампы, что увеличивает ее срок службы и стабильность излучения. Простая замена одной колбы на другую, у которой внешний электрод выполнен сплошным и отражающим излучение, а внутренний выполнен перфорированным (фиг.2), позволяет использовать данное устройство для облучения зараженной среды, пропускаемой через внутреннюю трубку колбы.Placing the power source at the end of the bulb ensures that it is connected to the internal high-voltage electrode via the shortest path, which ensures the electrical safety of the device, reduces losses in energy transfer and reduces the level of electromagnetic interference. When disinfecting air or water, irradiation of the entire space around the bulb of the lamp is ensured (Fig. 1) and effective cooling of the inner tube of the lamp, which increases its service life and radiation stability. A simple replacement of one flask with another, in which the external electrode is made continuous and reflecting radiation, and the inner one is perforated (Fig. 2), this device can be used to irradiate an infected medium passed through the inner tube of the flask.

На фиг.1 и 2 схематично представлено заявляемое устройство для обеззараживания воздуха и жидких сред. Устройство состоит из колбы 1, выполненной из двух цилиндрических трубок, прозрачных на рабочей длине волны. Пространство в колбе заполнено газовой средой, представляющей собой инертный газ, или смесь инертных газов, или смесь инертных газов с галогеноносителями. Лампа также содержит два электрода: перфорированный 2 и сплошной 3, образующих разрядный промежуток 4. Трубка заполнена рабочей смесью и отпаяна. Колба лампы вставляется торцом в корпус 5, в Figure 1 and 2 schematically shows the inventive device for disinfecting air and liquid media. The device consists of a flask 1 made of two cylindrical tubes transparent at a working wavelength. The space in the flask is filled with a gaseous medium, which is an inert gas, or a mixture of inert gases, or a mixture of inert gases with halogen carriers. The lamp also contains two electrodes: perforated 2 and solid 3, forming a discharge gap 4. The tube is filled with a working mixture and soldered. The bulb of the lamp is inserted endwise into the housing 5, in

котором размещены источник питания 6 и нагнетающее устройство 7. Электроды 2 и 3 подключены к источнику питания 5 через высоковольтный ввод 8.which houses the power supply 6 and the discharge device 7. The electrodes 2 and 3 are connected to the power source 5 through the high-voltage input 8.

Устройство работает следующим образом. При включении источника питания 6 в промежутке 4 зажигается барьерный разряд, излучение которого направляется наружу (фиг.1) или внутрь (фиг.2) лампы. Нагнетающее устройство 7 охлаждает внутреннюю трубку колбы и размещенный на ней электрод, что стабилизирует лучистый поток лампы, увеличивает ее эффективность срок службы. В зависимости от условий эксплуатации, может внутрь колбы может нагнетаться обеззараживаемый воздух или жидкость. Простой сменой колбы устройство можно переключать с облучения внешней среды на облучение среды, нагнетаемой во внутреннюю трубку. Простота замены колб также позволяет менять их на колбы с различными рабочими среды в соответствии с требованиями задачи. Например, при обеззараживании воздуха можно использовать рабочие смеси на молекулах KrCl* (222 нм), KrBr* (207 нм), полосы излучения которых лежат в бактерицидном диапазоне спектра. При использовании водных растворов, где поглощение в диапазоне коротких длин волн увеличивается, вышеназванные колбы можно заменять на другие, содержащие рабочие среды на молекулах XeI* (254 нм), XeBr* (283 нм). Излучение указанных молекул уже не столь сильно поглощается водой, но по-прежнему обеспечивает бактерицидный эффект. При использовании других растворов, используя колбы с тем или иным наполнением, можно также добиваться оптимального соотношения между бактерицидным действием излучения и его проникающей способностью в среде.The device operates as follows. When you turn on the power source 6 in the gap 4, a barrier discharge is ignited, the radiation of which is directed outside (figure 1) or inside (figure 2) of the lamp. The pumping device 7 cools the inner tube of the bulb and the electrode placed on it, which stabilizes the radiant flux of the lamp and increases its efficiency. Depending on the operating conditions, disinfected air or liquid may be pumped into the flask. By simply changing the flask, the device can be switched from irradiating the external medium to irradiating the medium injected into the inner tube. The ease of replacing the flasks also allows you to change them to flasks with different working environments in accordance with the requirements of the task. For example, when disinfecting air, working mixtures based on KrCl * (222 nm) and KrBr * (207 nm) molecules can be used, the emission bands of which lie in the bactericidal range of the spectrum. When using aqueous solutions, where the absorption in the short wavelength range increases, the above-mentioned flasks can be replaced by others containing working media on XeI * (254 nm), XeBr * (283 nm) molecules. The radiation of these molecules is not so much absorbed by water, but still provides a bactericidal effect. When using other solutions, using flasks with one or another filling, it is also possible to achieve the optimal ratio between the bactericidal effect of radiation and its penetrating ability in the medium.

Таким образом, предлагаемое решение повышает эффективность обеззараживания, позволяя проводить простую его настройку для облучения воздуха или жидкой среды в соответствии с требованиями различных задач.Thus, the proposed solution increases the efficiency of disinfection, allowing its simple adjustment to irradiate air or liquid medium in accordance with the requirements of various tasks.

Устройство является более безопасным в работе по сравнению с импульсными лампами высокого давления, поскольку рабочие напряжения на электродах колбы снижены и не превышают 10 кВ. Средние токи через лампу не превышают нескольких десятков миллиампер, а заданный уровень мощности набирается за счет большой частоты следования импульсов возбуждения.The device is safer in operation compared to high-pressure flash lamps, since the operating voltage at the bulb electrodes is reduced and does not exceed 10 kV. The average currents through the lamp do not exceed several tens of milliamps, and the set power level is gained due to the high repetition rate of the excitation pulses.

Следует отметить, что предложенное устройство позволяет точнее настраиваться на тот или иной фотосенсибилизатор, используемый на практике и переходящий в инактивирующую форму только под воздействием ультрафиолетового излучения конкретного диапазона длин волн в растворе или в воздушной среде.It should be noted that the proposed device allows you to more accurately tune to a particular photosensitizer, used in practice and transforms into an inactivating form only under the influence of ultraviolet radiation of a specific wavelength range in solution or in air.

ЛитератураLiterature

1. Соколов В.Ф. Обеззараживание воды бактерицидными лучами. (М.: Изд-во Министерства коммунального хозяйства РСФСР, 1954. - 178 с.1. Sokolov V.F. Disinfection of water by bactericidal rays. (M .: Publishing House of the Ministry of Public Utilities of the RSFSR, 1954. - 178 p.

2. Walsey R. // Lighting Futures. - 1998. - Vol.3. - №2. - pp.1, 4.2. Walsey R. // Lighting Futures. - 1998 .-- Vol. 3. - No. 2. - pp. 1, 4.

3. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЯ ВОЗДУХА И ПОВЕРХНОСТЕЙ / Патент RU 2031659, кл. A61L 2/10 опубл. 1995.03.27.3. DEVICE FOR DISINFECTING AIR AND SURFACES / Patent RU 2031659, cl. A61L 2/10 publ. 1995.03.27.

4. БЫТОВОЙ УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫЙ СТЕРИЛИЗАТОР / Патент RU 2026084, кл. A61L 2/10, опубл. 1995.01.09.4. HOUSEHOLD UV Sterilizer / Patent RU 2026084, cl. A61L 2/10, publ. 1995.01.09.

5. Kalisvaart B.F. Re-use of wastewater: preventing the recovery of pathogens by using medium-pressure UV lamp technology // Water Science and Technology. - 2004. - Vol.50. - №6. - pp.337-344.5. Kalisvaart B.F. Re-use of wastewater: preventing the recovery of pathogens by using medium-pressure UV lamp technology // Water Science and Technology. - 2004 .-- Vol.50. - No. 6. - pp. 337-344.

6. Anderson J.G., Rowan N.J., MacGregor S.J., Fouracre R.A., Farish O. Inactivation of Food-Borne Enteropathogenic Bacteria and Spoilage Fungi Usinf Pulsed-Light // IEEE Transactions on Plasma Science. - 2000. - Vol.28. - №1. - pp.83-88.6. Anderson J.G., Rowan N.J., MacGregor S.J., Fouracre R.A., Farish O. Inactivation of Food-Borne Enteropathogenic Bacteria and Spoilage Fungi Usinf Pulsed-Light // IEE Transactions on Plasma Science. - 2000. - Vol. 28. - No. 1. - pp. 83-88.

7. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОЙ ИНАКТИВАЦИИ МИКРООРГАНИЗМОВ / Патент на полезную модель RU 43458, кл. A61L 2/10 опубл. 2005.01.27.7. DEVICE FOR UV INACTIVATION OF MICROORGANISMS / Utility Model Patent RU 43458, cl. A61L 2/10 publ. 2005.01.27.

Claims (1)

Устройство для обеззараживания воздуха и жидких сред, состоящее из лампы, включающей в себя колбу, заполненную рабочей смесью и образованную двумя коаксиально установленными цилиндрическими диэлектрическими трубками, прозрачными на рабочей длине волны, двух электродов, размещенных снаружи колбы, один из которых отражающий, а второй, пропускающий излучение, а также источника питания, подключенного к электродам, отличающееся тем, что дополнительно содержит устройство нагнетания воздуха или жидкости и расположено с источником питания на торце лампы, при этом отражающий электрод размещен либо снаружи, либо внутри коаксиальной колбы.
Figure 00000001
A device for disinfecting air and liquid media, consisting of a lamp including a bulb filled with a working mixture and formed by two coaxially mounted cylindrical dielectric tubes transparent at the working wavelength, two electrodes placed outside the bulb, one of which is reflective and the second, transmitting radiation, as well as a power source connected to the electrodes, characterized in that it further comprises a device for pumping air or liquid and is located with a power source on the end of the lamp, while the reflective electrode is placed either outside or inside the coaxial bulb.
Figure 00000001
RU2007100293/22U 2007-01-09 2007-01-09 DEVICE FOR DISINFECTING AIR AND LIQUID MEDIA RU63224U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007100293/22U RU63224U1 (en) 2007-01-09 2007-01-09 DEVICE FOR DISINFECTING AIR AND LIQUID MEDIA

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007100293/22U RU63224U1 (en) 2007-01-09 2007-01-09 DEVICE FOR DISINFECTING AIR AND LIQUID MEDIA

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU63224U1 true RU63224U1 (en) 2007-05-27

Family

ID=38311415

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007100293/22U RU63224U1 (en) 2007-01-09 2007-01-09 DEVICE FOR DISINFECTING AIR AND LIQUID MEDIA

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU63224U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2746562C1 (en) * 2020-07-09 2021-04-15 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт сильноточной электроники Сибирского отделения Российской академии наук, (ИСЭ СО РАН) Air disinfection device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2746562C1 (en) * 2020-07-09 2021-04-15 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт сильноточной электроники Сибирского отделения Российской академии наук, (ИСЭ СО РАН) Air disinfection device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11806434B2 (en) Ultraviolet light treatment chamber
Bergman Germicidal UV sources and systems
US9511344B2 (en) Ultraviolet light treatment chamber
US7794673B2 (en) Sterilizer
US20140105784A1 (en) Ultraviolet treatment device
US9168321B2 (en) Toroidal-shaped treatment device for disinfecting a fluid such as air or water
CN1188175C (en) Steriliser
RU2592538C2 (en) Excimer laser light source
Sosnin et al. A bactericidal barrier-discharge KrBr excilamp
RU2440147C1 (en) Device for air decontamination
JP2010056008A (en) Non-mercury bactericidal lamp and bactericidal device
JP5795043B2 (en) Sterilizer
RU63224U1 (en) DEVICE FOR DISINFECTING AIR AND LIQUID MEDIA
CN212880333U (en) Deep ultraviolet sterilizing quasi-molecular lamp
Chitete-Mawenda et al. Development of a Hg-free UV light source incorporating a Kr/Br 2 gas, and its application for wastewater treatments
RU43458U1 (en) DEVICE FOR UV INACTIVATION OF MICRO-ORGANISMS
KR100832398B1 (en) Zirconium ion uv light source and disinfection system device using microwave discharge electrodeless lamp
US20200113211A1 (en) Systems and methods of microbial sterilization using polychromatic light
RU2225225C2 (en) Device for inactivating microorganisms with ultraviolet radiation
RU2390498C2 (en) Apparatus for disinfecting water using ultraviolet radiation
RU2746562C1 (en) Air disinfection device
RU2770616C1 (en) Uv lamp for air disinfection
Sosnin et al. Shortwave excilamps as effective sources of radiation for inactivation of viruses and bacteria
RU212273U1 (en) Germicidal irradiator
KR200216336Y1 (en) Ultra violet and ozone sterilizer

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20080110

NF1K Reinstatement of utility model

Effective date: 20100927

MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20130110