RU6790U1 - Устройство для фотохимического разложения растворенных органических веществ в водных средах - Google Patents

Abstract

Устройство для фотохимического разложения растворенных органических веществ в водных средах, содержащее полый корпус с крышкой и размещенную внутри него ультрафиолетовую лампу низкого давления U-образной формы, отличающееся тем, что в качестве ультрафиолетовой лампы низкого давления U-образной формы использована ртутная дуговая лампа низкого давления для фотохимических процессов U-образной формы, на наружную поверхность баллона которой со стороны противоположной рабочей зоне нанесен зеркально отражающий слой особо чистого алюминия в форме незамкнутого цилиндра, а в верхней крышке корпуса устройства выполнены гнезда для размещения в один ряд комплекта из N кювет для проб, каждая из которых имеет цилиндрическую форму, причем внешний диаметр кювет сопряжен с геометрическими размерами лампы таким образом, чтобы необходимое количество кювет могло быть размещено внутри рабочей зоны U-образной части лампы, при этом кюветы и балон лампы, длина которого выбрана в зависимости от необходимого для размещения количества кювет, выполнены из тонкостенного трубчатого кварцевого стекла высокой степени чистоты, прозрачного для излучения резонансных линий ртути 185 и 254 нм, кроме того, каждая кювета снабжена мешалками, состоящими из ферромагнитных лопастей и дисков, приводимых во вращение, причем каждая лопасть мешалки, представляющая собой герметично запаянный в цилиндрическую ампулу из стекла стальной стержень длиной, меньшей внутреннего диаметра кюветы, помещена внутрь каждой кюветы на ее дно, а каждый ферромагнитный диск мешалки снабжен двумя цилиндрическими постоянными магнитами, закрепленными на верхней его

Description

Устройство для фотохимического разлоткеиия

раствореиных оргашпеских веществ в

Полезная модель относится к устройствам для обработки (разложения) жидких растворов органических веществ жестким ультрафиолетовым излучением и предназначена для выполнения операций пробоподготовки жидких сред в химических и физико-химических методах анализа на содержание микропримесей токсичных металлов при проведении атомно-абсорбционного, вольтамперометрического, спектрофотометрического и ионометрического анализов.

Известен бактерицидный аппарат а.с. СССР №1768520, МПК 5 C02F1/32, БИ №38 1992г.1 для обработки воды ультрафиолетовым излучением, содержащий вертикальную цилиндрическую камеру с патрубками подвода и отвода воды, бактерицидную лампу ультрафиолетового излучения и защитный кварцевый чехол, установленные коаксиально в полости камеры, эжектор и две трубки, одна из которых соединена с атмосферой, а другая для ввода озона - с вакуумной полостью эжектора. Эжектор этого аппарата установлен внутри камеры и соединен своим диффузором с патрубком отвода воды. Бактерицидная лампа установлена внутри эжектора соосно с ним. При работе аппарата озон и ультрафиолетовое излучение действуют на воду одновременно и за счет эжектора обеспечивается интенсивное перемешивание воды непосредственно в зоне ультрафиолетового излучения.

Этот аппарат низкоэффективен в отношении разложения органических веществ, тле. фотоактивная область разложения, приходящаяся на область 180-220 нм, не содержится в излечении бактерицидной лампы.

МПКб C02F1/32X

водных средах.

Известно устройство для обеззараживания воды ультрафиолетовым излучением свидетельство РФ на полезную модель №1994, МПК6 C02F1/31, бюл. ПМПО№4, 1996г., выбранное в качестве прототипа, содержащее корпус с патрубками подвода и отвода воды и кварцевую газоразрядную бактерицидную лампу низкого давления. Корпус снабжен верхней и нижней крышками с герметизирующими прокладками, а кварцевая газоразрядная бактерицидная лампа низкого давления выполнена ич бразной формы и закреплена по центру верхней крыщки.

Баллон кварцевой газоразрядной бактерицидной лампы низкого давления этого устройства выполнен из промышленного кварцевого стекла, непрозрачного в области излучения первой резонансной линии ртуш с длиной волны 185 нм. Отсутствие этого жесткого компонента ультрафиолетового изо чения приводит к низкой эффективности разложения растворенных органических веществ. Кроме того, ультрафиолетовое излучение этой лампы используется не полностью, из-за его рассеяния в окружающее пространство.

Задачей полезной модели является создание устройства простой компактной конструкции для фотохимического разложения растворенных органических веществ в водных средах, возможность эффективной пробоподготовки одновременно нескольких жидких проб с помощью ультрафиолетового излучения, возможность проведения стерилизации растворов в биохимических и медицинских исследованиях, обеззараживания растворов, окислительный УФ-фотолиз.

Поставленная задача решается с помощью предлагаемого устройства для фотохимического разложения органических веществ в водных средах, содержащего полый корпус с крыщкой и размещенную внутри него ультрафиолетовую лампу низкого давления U-образной формы, согласно полезной модели, в этом устройстве в качестве ультрафиолетовой лампы низкого давления U-образной формы использоV вана ртутная дуговая лампа низкого давления для фотохимических процессов U-образной формы, на наружную поверхность которой со стороны, противоположной рабочей зоне, нанесен зеркальноотражающий слой особо чистого алюминия в форме незамкнутого цилиндра. В верхней крышке корпуса устройства выполнены гнезда дня размещения в один ряд комплекта из N-количества кювет для проб, каждая из которых имеет цилиндрическую форму, причем внешний

Д иаметр кювет сопряжен с геометрическими размерами лампы таким образом, чтобы необходимое количество кювет могло быть размещено внутри рабочей зоны U-образной часги лампы. Кюветы и баллон лампы, длина которого зависит от выданного количества кювет, выполнены из тонкостенного трубчатого кварцевого стекла высокой степени чистоты, прозрачного для резонансных линий ртути 185 нм и 254 нм. Кроме того, каждая кювета снабжена мешалкой, состоящей из ферромагнитной лопасти и диска, приводимой/ых во вращение от электродвигателя. Каждая лопасть мешалки представляющая собой герметично запаянный в цилиндрическую лыпулу из стекла стальной стержень длиной, меньщей внутреннего диаметра кюветы, помещена внутрь каждой кюветы на ее дно. Каждый диск мешалки выполнен из ферромагнитной стали и снабжен двумя одинаковыми цилиндрическими постоянными магнитами, диаметрально закрепленными на вахней его поверхности, обращенной к дну кюветы. Магнитная ось каждого из цилиндрических магнитов совпадает с его геометрической осью. Векторы намагниченности каждой из пар магнитов сориентированы встречно. Оси вращения магнитных дисков совпадают с осями симметрии кювет. Каждый ферромагнитный диск мещалки насажен на вал элекфодвигателя, который соединен с блоком питания и регулирования скорости вращения. Рхутная дуговая лампа низкого давления для

фотохимических процессов U-образной формы соединена электрической цепью с блоком питания этой лампы.

Благоцаря использованию в устройстве ртутной дуговой лампы низкого давления для фотохимических процессов, баллон которой выполнен из тонкостенного трубчатого кварцевого стекла высокой степени чистоты, достигается высокая плотность излучения в области резонансных линий ртути 18S нм и 254 нм, которое особенно эффективно для разлоиЬния органических соединений.

Кюветы для проб, выполненные из того же стекла, прозрачны для тех же резонансных линий ртути, что дополнительно обеспечивает эффективное разложение органических веществ в пробе.

За счет использования зеркально отражающего слоя из особо чистого алюминия, нанесенного на наружную поверхность баллона лампы со стороны противоположной рабочей зоне в форме незамкнутого цилиндра, достигается максимальная концентрация зщьтрафиолетового излучения в рабочей зоне и снижается рассеяние излучения в окружающее пространство.

Размещение кювет внутри U-образной части лампы с минимальным воздушным зазором обеспечивает эффективное использование жесткого излучения в рабочей зоне, т.к. ультрафиолетовый поток не контактирует с воздухом, являющимся поглощающей средой для жесткого ультрафиолета.

Конструкция мещалок позволяет производать перемещивание облучаемых ультрафиолетовым излучением проб для обеспечения однородности разложения растворенных органических веществ по всему объему проб.

ремешивания проб различной вязкости для достижения однородности разложения органических веществ в их объеме.

Конструкция предлагаемого устройства обеспечивает низкую температурную нагрузку на объект пробоподготовки.

Устройство работает при низкой потребляемой мощности.

Предлагаемое устройство для фотохимического разложения растворенных органических веществ в воднъцс средах иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1-3.

На фиг.1 приведена принципиальная схема устройства;

на фиг.2 изображена ртутная дуговая лампа низкого давления для фотохимических процессов U-образной формы, с размещенными внутри ее рабочей зоны кюветами, где D-внещний диаметр кювет, /17 - щирина рабочей зоны U-образной части лампы;

на фиг.З приведена электрическая схема устройства, ще 1-блок питания и регулирования скорости вращения электродвигателей М; II- блок питания лампы ультрафиолетового излучения ДРФХ-203У.

Устройство для фотохимического разложения растворенных органических веществ в водных средах (фиг.1) состоит из полого корпуса 1, внутренняя часть которого разделена на две полости горизонтальной сплошной перегородкой 2 из тонкостенного немагнитного материала (алюминиевого сплава). Верхняя полость корпуса устройства содержит ртутную дуговую лампу низкого давления для фотохимических процессов U-образной формы 3, наружная поверхность баллона которой со стороны, противоположной рабочей зоне покрыта зеркально-отражающим слоем 4 в форме незамкнутого цилиндра (фиг.2), три кюветы 5, представляющие собой кварцевые цилиндрические стаканы, на дно которых для обеспечения перемещивания пробы укладываются ферромагнитные лопасти 6 мещалок, представляющие собой стальные, стержни герметично запаянные в цилиндрические стеклянные ампулы.

в верхней крышке 7 корпуса устройства выполнены три гнезда 8 дня установки кювет 5,

В нийней полости камеры устройства расположен механизм привода мешалок, содержаший три электродвигателя 9, на валу каждого из которых расположен ферромагнитный диск 10. Оси врашения ферромагнитных дисков 10 мешалок совпадают с осями симметрии кювет 5. На верхней поверхности каждого диска 10 мешалки, обрашенной

к кювете 5 закреплены по два цилищфических постоянных магнита 11. Нижняя полость корпуса устройства также содержргг блок питания и регулирования 12 скорости врашенрш электродвигателей, стартер 13 и дроссель 14 для питания лампы 3.

Ручка 15 регулирования скорости врашения электродвигателей вьшедена на лицевую панель устройства.

В устройстве используется лампа ДРФХ-203У, наружная поверхность баллона которой со стороны противоположной рабочей зоне покрыта зеркально отражаюшим слоем особо чистого алюминия в форме незамкнутого цилиндра.

Кюветы 5 представляют собой цилиндрические стаканы, выполненные из тонкостенного трубчатого кварцевого стекла высокой степени чистоты типа КУ-1 или КУ-2, высотой 50 мм, с внешним диаметром (D) 28 мм и толшиной стенки не более 1 мм.

Каждая попасть 6 мешалки, помешаемая на дно кюветы 5, представляет собой ферромагнитный стержень из стали марки Ст.З длиной 22 мм и диаметром 1 мм герметично запаянный в цилиндрическую ампулу из стекла длиной 25 мм. Длина лопасти 6 мешалки меньше внутреннего дшаметра кюветы 5.

2,5 мм. Магнитные оси этих магаитов расположены диаметрально на расстоянии 11 мм от оси вращения дисков 10.

Расстояние между дном кюветы и магнитами не превышает 2,5-i-3 мм.

Для питания лампы ДРФХ-203У используется стартер 80С220 и дроссель 1И22.

Перемешивание облучаемых проб обеспечивается за счет электродвигателя 9 типа ДП39-0,1-2.

Ручка 15 регулирования скорости вращения соединена с осью движка потенциометра R (фиг.З) схемы питания электродвигателей.

При включении устройства зажигается ртутная дуговая лампа 3 низкого давления U-образной формы, обеспечивающая проб жестким ультрафиолетовым излучением, включаются электродвигатели 9, приводящие во вращение ферромагнитные диски 10 с закрепленными на них цилиндрическими постоянными магнитами 11. Вращательное движение постоянных магнитов 11 передается на ферромагнитные лопасти б мешалок в кюветах 5. Вращаясь, ферромагнитные лопасти 6 мешалок перемешивают облучаемую пробу, обеспечивая однородное разложение органических веществ по всему обьему проб. С помощью ручки 15 регулирования скорости вращения электродвигателей устанавливают необходимую скорость вращения мещалок (их дисков и лопастей) и тем самым обеспечивают необходимую интенсивность перемешивания проб различной вязкости.

Claims (1)

1. Устройство для фотохимического разложения растворенных органических веществ в водных средах, содержащее полый корпус с крышкой и размещенную внутри него ультрафиолетовую лампу низкого давления U-образной формы, отличающееся тем, что в качестве ультрафиолетовой лампы низкого давления U-образной формы использована ртутная дуговая лампа низкого давления для фотохимических процессов U-образной формы, на наружную поверхность баллона которой со стороны противоположной рабочей зоне нанесен зеркально отражающий слой особо чистого алюминия в форме незамкнутого цилиндра, а в верхней крышке корпуса устройства выполнены гнезда для размещения в один ряд комплекта из N кювет для проб, каждая из которых имеет цилиндрическую форму, причем внешний диаметр кювет сопряжен с геометрическими размерами лампы таким образом, чтобы необходимое количество кювет могло быть размещено внутри рабочей зоны U-образной части лампы, при этом кюветы и балон лампы, длина которого выбрана в зависимости от необходимого для размещения количества кювет, выполнены из тонкостенного трубчатого кварцевого стекла высокой степени чистоты, прозрачного для излучения резонансных линий ртути 185 и 254 нм, кроме того, каждая кювета снабжена мешалками, состоящими из ферромагнитных лопастей и дисков, приводимых во вращение, причем каждая лопасть мешалки, представляющая собой герметично запаянный в цилиндрическую ампулу из стекла стальной стержень длиной, меньшей внутреннего диаметра кюветы, помещена внутрь каждой кюветы на ее дно, а каждый ферромагнитный диск мешалки снабжен двумя цилиндрическими постоянными магнитами, закрепленными на верхней его поверхности, обращенной к дну кюветы, причем магнитные оси этих магнитов расположены диаметрально, а векторы намагниченности каждой из пар магнитов сориентированы встречно, оси вращения ферромагнитных дисков совпадает с осями симметрии кювет, при этом ферромагнитные диски насажены на валу электродвигателей, соединенных электрической цепью с блоком питания и регулирования скорости вращения электродвигателей, а вышеуказанная лампа соединена электрической цепью с блоком питания этой лампы.