RU78074U1

RU78074U1 - UNIT FOR DISINFECTION OF AIR BY UV RADIATION

Info

Publication number: RU78074U1
Application number: RU2008126419/22U
Authority: RU
Inventors: Сергей Владимирович Костюченко; Геннадий Викторович Кольцов; Сергей Васильевич Тимаков; Александр Сергеевич Ситников; Андрей Леонидович Дриго; Николай Джемалович Кикнадзе
Original assignee: Закрытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Лаборатория импульсной техники"
Priority date: 2008-07-01
Filing date: 2008-07-01
Publication date: 2008-11-20

Abstract

Полезная модель предназначена для встраивания в системы вентиляции и кондиционирования железнодорожного транспорта и направлена на повышение устойчивости к вибрации, степени защиты от внешних воздействий, повышение эффективности обработки воздуха, а также упрощение эксплуатации и обслуживания. Указанный технический результат достигается тем, что установка для обеззараживания воздуха ультрафиолетовым (УФ) излучением состоит из корпуса, имеющего люк, входное окно, закрытое защитной решеткой, образованной профильными элементами, на поверхность которых нанесен слой фотокатализатора, выходное окно. На корпусе установки выполнены ребра жесткости. Внутри корпуса одна или несколько УФ ламп закреплены посредством виброгасящих элементов, в качестве которых используются кронштейн, одна из плоскостей которого изогнута в виде пропеллера, и герметично уплотненный сильфон. В сильфоне размещены пружинный выталкиватель и датчик аварийного отключения лампы. 4 з.п.ф., 2 илл.The utility model is designed to be installed in railway ventilation and air conditioning systems and is aimed at increasing vibration resistance, degree of protection against external influences, increasing the efficiency of air processing, as well as simplifying operation and maintenance. The specified technical result is achieved by the fact that the installation for disinfecting air with ultraviolet (UV) radiation consists of a housing having a hatch, an entrance window closed by a protective grill formed by profile elements, on the surface of which a photocatalyst layer is applied, an exit window. Stiffening ribs are made on the installation case. Inside the case, one or more UV lamps are fixed by means of vibration damping elements, which are used as an arm, one of the planes of which is curved in the form of a propeller, and a hermetically sealed bellows. The bellows houses a spring ejector and a lamp emergency shutdown sensor. 4 cpf, 2 ill.

Description

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано для обеззараживания воздуха в системах приточно-вытяжной вентиляции и кондиционирования пассажирского железнодорожного транспорта, а также в других видах общественного транспорта.The invention relates to transport engineering and can be used for air disinfection in systems of supply and exhaust ventilation and air conditioning of passenger railway transport, as well as in other types of public transport.

Основными техническими требованиями к конструкциям, предназначенным для использования на железнодорожном (ж/д) транспорте, являются устойчивость к вибрации и высокая степень защиты от внешних воздействий - от пыли, являющейся горючим веществом, и от влаги (класс защиты IP 54). Кроме того, системы обеззараживания воздуха должны обеспечивать поддержание эпидемиологически безопасного для пассажиров уровня обсемененности воздуха микроорганизмами в соответствии с санитарно-гигиеническими нормами.The main technical requirements for structures intended for use in railway (railway) transport are vibration resistance and a high degree of protection against external influences - from dust, which is a combustible substance, and from moisture (protection class IP 54). In addition, air disinfection systems must ensure that microorganisms maintain an epidemiologically safe level of airborne contamination for passengers in accordance with sanitary standards.

Известна система вентиляции и кондиционирования воздуха железнодорожного вагона, включающая устройство для обеззараживания воздуха, выполненное в виде жесткого корпуса из диэлектрического материала, внутри которого в одной плоскости и параллельно друг другу выполнены каналы, в которых смонтирована система электродов и электроосадитель, содержащий поочередно установленные поперек потока разноименно заряженные электроды, разделенные диэлектрическими пластинами из высокопористого материала. Обеззараживание осуществляется за счет инактивации микроорганизмов под действием возникающих между электродами постоянных электрических полей, резко изменяющихся по величине, напряженности и градиенту, и последующей тонкой фильтрации. (Патент РФ №2286271, B61D 27/00, 2005. г.)A known system for ventilation and air conditioning of a railway carriage, including a device for disinfecting air, made in the form of a rigid body made of dielectric material, inside of which channels are installed in one plane and parallel to each other, in which a system of electrodes and an electrodecenter are mounted, which are alternately mounted across the flow opposite charged electrodes separated by dielectric plates of highly porous material. Disinfection is carried out due to the inactivation of microorganisms under the action of constant electric fields arising between the electrodes, which sharply change in magnitude, intensity and gradient, and subsequent fine filtration. (RF patent No. 2286271, B61D 27/00, 2005.)

Известна также установка кондиционирования воздуха железнодорожного вагона, в каналах воздушного тракта системы вентиляции которой установлены приборы ультрафиолетового (УФ) излучения, подключенные к источнику электропитания и выполненные в виде матрицы или одиночных открытых электрических разрядов УФ облучения воздуха с электрическими контактами. (Патент РФ №2278794, 2004 г.).An air conditioning unit for a railway carriage is also known, in the channels of the air path of the ventilation system of which ultraviolet (UV) radiation devices are installed, connected to a power source and made in the form of a matrix or single open electrical discharges of UV irradiation of air with electrical contacts. (RF patent No. 2278794, 2004).

Указанные устройства позволяют обеспечить эпидемиологическую безопасность рециркуляционного воздуха, обладают достаточной эффективностью обеззараживания и имеют низкое энергопотребление. Однако известные системы имеют ряд существенных недостатков:These devices can ensure the epidemiological safety of recirculated air, have sufficient disinfection efficiency and have low power consumption. However, known systems have a number of significant disadvantages:

- из-за небольшой производительности блока обеззараживания организуется локальная зона обеззараживания (в воздуховоде подачи воздуха в каждое купе), что требует размещения в системе вентиляции большого количества блоков;- due to the low performance of the disinfection unit, a local disinfection zone is organized (in the air duct of each compartment), which requires the placement of a large number of blocks in the ventilation system;

- необходимость использования тонких фильтров, изготовленных из горючих материалов, повышает сопротивление воздушному потоку, проходящему через установку и ее пожароопасность;- the need to use thin filters made of combustible materials increases the resistance to air flow passing through the installation and its fire hazard;

- использование достаточного высокого постоянного электрического поля как внутри, так и снаружи системы, способствует притяжению и накоплению пыли и заряженных частиц на установке, что осложняет эксплуатацию и обслуживание оборудования и повышает его пожароопасность.- the use of a sufficient high constant electric field both inside and outside the system contributes to the attraction and accumulation of dust and charged particles in the installation, which complicates the operation and maintenance of the equipment and increases its fire hazard.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является бактерицидный облучатель, предназначенный для обеззараживания воздуха и поверхностей в помещении, содержащий корпус, со входным и выходным окнами, закрытыми жалюзийными решетками, в котором установлен вентилятор и источники УФ излучения. В качестве источника УФ излучения используются ртутные лампы низкого давления, установленные вдоль потока воздуха. Внутренние стенки корпуса имеют отражающее покрытие. Указанный облучатель снабжен средством защиты от выхода УФ излучения, в качестве которого служат жалюзийные решетки, состоящие из рамки и зачерненных элементов V-образного профиля, смонтированных в рамке с образованием узких лабиринтных щелей между ними, чем исключается отражение УФ лучей от поверхности жалюзийных решеток и выход наружу. В корпусе выполнен люк, обеспечивающий разные режимы работы облучателя.Closest to the claimed technical solution is a bactericidal irradiator designed to disinfect air and surfaces in the room, comprising a housing with inlet and outlet windows closed by louvres, in which a fan and UV radiation sources are installed. A low-pressure mercury lamp installed along the air stream is used as a source of UV radiation. The inner walls of the housing have a reflective coating. The specified irradiator is equipped with a means of protection from the exit of UV radiation, which are louvered gratings consisting of a frame and blackened elements of a V-shaped profile mounted in a frame with the formation of narrow labyrinth gaps between them, which excludes reflection of UV rays from the surface of the louvre gratings and exit out. A hatch is made in the casing, providing different operating modes of the irradiator.

Облучатель обладает высокой бактерицидной эффективностью обеззараживания воздуха, однако его конструкция не позволяет использовать облучатель на транспорте, так как его конструкция не удовлетворяет установленным для ж/д техническим требованиям. (Патент РФ №38610, 2004 г.)The irradiator has a high bactericidal efficiency of air disinfection, however, its design does not allow the use of the irradiator in transport, since its design does not meet the technical requirements established for the railway. (RF patent No. 38610, 2004)

В основу предлагаемого технического решения положена задача расширения области применения установки для обеззараживания воздуха УФ излучением для транспортных средств, преимущественно для железнодорожного транспорта, за счет The basis of the proposed technical solution is the task of expanding the scope of the installation for air disinfection with UV radiation for vehicles, mainly for railway transport, due to

повышения устойчивости к вибрации и степени защиты от внешних воздействий, повышения эффективности обработки воздуха, а также упрощения эксплуатации и обслуживания установки.increasing vibration resistance and the degree of protection against external influences, increasing the efficiency of air treatment, as well as simplifying the operation and maintenance of the installation.

Поставленная задача решается тем, что в установке для обеззараживания воздуха УФ излучением, включающей корпус, имеющий люк, входное окно, закрытое защитной решеткой, образованной профильными элементами с нанесенным на их поверхность покрытием, выходное окно, и закрепленную внутри корпуса по крайней мере одну ультрафиолетовую лампу, согласно предложенному техническому решению, на корпусе установки выполнены ребра жесткости, а ультрафиолетовая лампа закреплена посредством виброгасящих элементов.The problem is solved in that in the installation for air disinfection by UV radiation, including a housing having a hatch, an entrance window closed by a protective grill formed by profile elements coated with a coating on their surface, an exit window, and at least one ultraviolet lamp fixed inside the housing , according to the proposed technical solution, stiffening ribs are made on the casing of the installation, and an ultraviolet lamp is fixed by means of vibration damping elements.

Наилучший технический результат достигается тем, что в качестве виброгасящих элементов для крепления лампы целесообразно использовать кронштейн, одна из плоскостей которого изогнута в виде пропеллера, и герметично уплотненный сильфон. Целесообразно разместить в сильфоне пружинный выталкиватель лампы и датчик аварийного отключения лампы. Существенное улучшение достигается также тем, что в качестве покрытия элементов решетки используется слой фотокатализатора на основе диоксида титана.The best technical result is achieved in that it is advisable to use a bracket, one of the planes of which is curved in the form of a propeller, and a hermetically sealed bellows as vibration damping elements for mounting the lamp. It is advisable to place in the bellows a spring lamp ejector and a lamp emergency shutdown sensor. A significant improvement is also achieved by the fact that a titanium dioxide-based photocatalyst layer is used as a coating for the lattice elements.

Наличие на корпусе установки ребер жесткости значительно повышает стойкость конструкции к вибрационным нагрузкам, составляющим для ж/д транспорта от 10 до 100 Гц.The presence of stiffeners on the installation casing significantly increases the resistance of the structure to vibration loads, which are 10 to 100 Hz for railway vehicles.

Виброгасящие элементы, используемые в качестве креплений лампы, значительно снижают уровень вибрации за счет ослабления и гашения колебаний, передающихся на лампу.The vibration damping elements used as lamp mounts significantly reduce the level of vibration by attenuating and damping the vibrations transmitted to the lamp.

Выполнение одного из креплений УФ лампы в виде кронштейна, одна из плоскостей которого изогнута в форме пропеллера, усиливает эффект демпфирования и обеспечивает защиту УФ лампы от колебаний и вибрации как в вертикальной, так и горизонтальной плоскостях.The implementation of one of the fixtures of the UV lamp in the form of a bracket, one of the planes of which is curved in the form of a propeller, enhances the damping effect and protects the UV lamp from vibrations and vibration in both vertical and horizontal planes.

Крепление цоколя лампы в гофрированном виброгасящем сильфоне позволяет снизить уровень вибрации лампы и обеспечивает оптимальные условия для ее работы. При этом уплотнение цоколя лампы герметической прокладкой предохраняет электрические контакты лампы от попадания пыли и водяных брызг, что является необходимым условием эксплуатации на ж/д транспорте.Mounting the lamp base in a corrugated vibration-absorbing bellows reduces the level of vibration of the lamp and provides optimal conditions for its operation. At the same time, sealing the lamp base with a hermetic gasket protects the lamp's electrical contacts from dust and water splashes, which is a necessary condition for operation in railway transport.

Нанесение на профильные элементы защитной решетки слоя фотокатализатора на основе диоксида титана позволяет дополнительно использовать для The application of titanium dioxide-based photocatalyst layer onto the profile elements of the protective lattice allows additional use for

обеззараживания и очистки воздуха процесс фотокатализа, поскольку в результате взаимодействии фотокатализатора с УФ излучением образуются гидроксильные и кислородные активные радикалы, разрушающие микроорганизмы, а также органические и неорганические примеси, содержащиеся в обрабатываемом воздухе, что значительно повышает эффективность обработки воздуха.air disinfection and purification is the process of photocatalysis, since the interaction of the photocatalyst with UV radiation produces hydroxyl and oxygen active radicals that destroy microorganisms, as well as organic and inorganic impurities contained in the treated air, which significantly increases the efficiency of air treatment.

Размещенная в сильфоне пружина, поджимающая разъем, установленный на цоколь лампы, служит выталкивателем и облегчает извлечение разъема при необходимости очистки или замены лампы.The spring located in the bellows, pressing the socket installed on the lamp base, serves as an ejector and facilitates the removal of the socket if you need to clean or replace the lamp.

Датчик, размещенный в сильфоне в области цоколя лампы, отключает лампу в том случае, если ее температура превышает допустимую, что существенно повышает пожаробезопасность модуля.The sensor placed in the bellows in the area of the lamp base turns off the lamp if its temperature exceeds the permissible value, which significantly increases the fire safety of the module.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид установки, на фиг.2 - лампа, закрепленная в виброгасящих элементах, на фиг.3 сильфон, с установленным внутри него датчиком и выталкивателем разъема.The essence of the utility model is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a general view of the installation, in Fig. 2 - a lamp mounted in vibration-damping elements, in Fig. 3 a bellows, with a sensor installed inside it and a connector ejector.

Установка для обеззараживания воздуха содержит корпус 1, на котором выполнены ребра 2 жесткости. Корпус имеет входное и выходное окна 3, 4. Входное окно закрыто защитной решеткой 5, смонтированной из профильных элементов 6, форма которых выбрана таким образом, чтобы не допустить выхода УФ излучения из корпуса модуля и обезопасить другие конструктивные элементы воздуховода от воздействия УФ излучения, снижающего их срок службы. На поверхность профильных элементов может быть нанесен слой фотокатализатора. Одна или несколько ультрафиолетовых ламп 7 установлены внутри корпуса поперек потока в устойчивых к вибрации креплениях, причем колба лампы поддерживается кронштейном 8, закрепленном на стенке корпуса, а цоколь 9 лампы, вставленный в разъем 10 с электрическими проводами 11 установлен в сильфоне 12. Цоколь лампы с разъемом закреплен в сильфоне посредством втулки 13, имеющей герметичное уплотнение в виде резиновой кольцевой прокладки 14, установленной в месте соединения с сильфоном, и защищающей электрические контакты лампы от попадания пыли и влаги. Внутри втулки установлена пружина 15, предназначенная для выталкивания разъема и облегчающая его извлечение, а также датчик 16, аварийного отключения лампы. Снаружи на корпусе в месте крепления лампы установлен стакан 17, к которому подведен кабельный электрический разъем 18. Снизу на корпусе модуля выполнен люк 19 для доступа к УФ лампам.Installation for air disinfection includes a housing 1, on which are made ribs 2 stiffness. The casing has an inlet and an outlet window 3, 4. The inlet window is closed by a protective grill 5 mounted from profile elements 6, the shape of which is selected in such a way as to prevent the exit of UV radiation from the module housing and to protect other structural elements of the duct from UV radiation, which reduces their service life. A photocatalyst layer may be applied to the surface of the profile elements. One or more ultraviolet lamps 7 are mounted inside the housing across the flow in vibration-resistant mountings, the lamp bulb being supported by a bracket 8 mounted on the wall of the housing, and the lamp base 9 inserted in socket 10 with electrical wires 11 installed in a bellows 12. The lamp base with the connector is fixed in the bellows by means of a sleeve 13 having a tight seal in the form of a rubber ring gasket 14, installed at the junction with the bellows, and protecting the lamp electrical contacts from dust and lags. Inside the sleeve, a spring 15 is installed, designed to push the connector out and facilitate its removal, as well as a sensor 16 for emergency shutdown of the lamp. Outside, on the housing in the place where the lamp was mounted, a glass 17 is installed, to which a cable electric connector 18 is connected. From the bottom, a hatch 19 is made on the module housing for access to UV lamps.

Предложенное устройство работает следующим образом. Установка для обеззараживания воздуха УФ излучением встраивается в рециркуляционный канал системы вентиляции и кондиционирования воздуха пассажирского вагона. Поток рециркуляцонного воздуха, инфицированного микроорганизмами, поступает из вагона через входное окно 3, в зону УФ облучения, где после взаимодействия с фотокатализатором и под действием бактерицидного излучения УФ ламп, обеззараживается и очищается. Затем обработанный воздух удаляется через выходное окно 4, и через вентилятор кондиционера подается в купе вагона. Для исключения выхода УФ излучения входное окно защищено профильной решеткой 5, образованной элементами специального профиля (например, согласно полезной модели РФ №45273), на поверхность которых нанесен слой фотокатализатора, в качестве которого используется диоксид титана в фазе анатаза. В качестве источника бактерицидного УФ излучения используются две мощные безозоновые газоразрядные амальгамные лампы низкого давления типа АНЦ 215/95 П-образной формы, специально предназначенных для обработки воздуха (Патент РФ №2325727). Лампы закреплены посредством виброгасящих элементов, причем колбы установлены в кронштейнах, изогнутых в месте сгиба в форме пропеллера, а цоколи ламп - в виброгасящих сильфонах.The proposed device operates as follows. The installation for air disinfection with UV radiation is built into the recirculation channel of the ventilation and air conditioning system of a passenger car. The flow of recirculated air infected with microorganisms enters from the car through the inlet window 3, into the UV irradiation zone, where after interacting with the photocatalyst and under the influence of bactericidal radiation of UV lamps, it is disinfected and cleaned. Then the treated air is removed through the exit window 4, and through the fan of the air conditioner is supplied in the compartment of the car. To exclude the output of UV radiation, the entrance window is protected by a profile grating 5 formed by elements of a special profile (for example, according to utility model of the Russian Federation No. 45273), on the surface of which a layer of photocatalyst is applied, which is used as titanium dioxide in the anatase phase. As a source of bactericidal UV radiation, two powerful low-pressure ozone-free low-pressure amalgam lamps of the ANTs 215/95 type, U-shaped, specially designed for air treatment are used (RF Patent No. 2322527). The lamps are fixed by means of vibration damping elements, with the bulbs installed in brackets curved at the bend in the form of a propeller, and the lamp bases in vibration damping bellows.

Датчик аварийного отключения лампы срабатывает при перегреве лампы при температуре 60С°.The lamp emergency shutdown sensor is triggered when the lamp overheats at a temperature of 60 ° C.

Запуск и регулировка УФ лампы осуществляется при помощи электрически соединенного с ней электронного пуско-регулирующего аппарата.The start and adjustment of the UV lamp is carried out by means of an electronically connected electronic ballast control device.

Установка обеспечивает эффективность обеззараживания 99,99% при производительности около 3000 м³/час.The installation provides a disinfection efficiency of 99.99% with a capacity of about 3000 m ³ / h.

Claims

1. Installation for air disinfection by UV radiation, including a housing having a hatch, an entrance window closed by a protective grill formed by profile elements, the surface of which is coated, an exit window and at least one ultraviolet lamp fixed inside the housing, characterized in that stiffening ribs are made on the installation case, and the ultraviolet lamp is fixed by means of vibration-damping elements.

2. Installation according to claim 1, characterized in that a bracket is used as a vibration damping element for attaching the lamp, one of the planes of which is curved in the form of a propeller.

3. Installation according to claim 1, characterized in that a hermetically sealed bellows is used as a vibration damping element for mounting the lamp.

4. Installation according to claim 1, characterized in that a titanium dioxide-based photocatalyst layer is used as a coating for the lattice elements.

5. Installation according to claim 3, characterized in that the spring ejector and the lamp emergency shutdown sensor are placed in the bellows.