УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТЕРИЛИЗАЦИИ ЖИДКОСТЕЙ Российский патент 1997 года по МПК C02F1/32 

Изобретение относится к устройствам для обработки жидкостей, например воды или водных растворов, облучением ультрафиолетовым светом и может быть использовано для стерилизации жидкостей в медицине, животноводстве и других отраслях.

Известно устройство для стерилизации жидкостей, содержащее источник ультрафиолетового излучения, выполненный в виде продольно-цилиндрического излучателя, отражатель и фотореактор с трубчатым элементом, выполненным в виде спирали, шаг витков которой превышает наружный диаметр трубчатого элемента и которая размещена коаксиально относительно источника ультрафиолетового излучения [1]
Однако недостатком этого устройства является невозможность полного использования энергии источника ультрафиолетового излучения при необходимости повышения интенсивности стерилизации жидкости.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в реализации мер, обеспечивающих возможность осуществления как режима с распределением энергии источника ультрафиолетового излучения на облучение и стерилизуемой жидкости, и помещения, так и режима полного использования энергии источника ультрафиолетового излучения для стерилизации жидкости.

Сущность заявляемого изобретения состоит в следующем.

В устройстве для стерилизации жидкостей, содержащем источник ультрафиолетового излучения, выполненный в виде продольно-цилиндрического излучения, отражатель и фотореактор с трубчатым элементом, выполненным в виде спирали, шаг витков которой превышает наружный диаметр трубчатого элемента и которая размещена коаксиально относительно источника ультрафиолетового излучения, отражатель выполнен в виде двух секций, первая из которых представляет собой плоский отражающий элемент, а вторая эллиптический полуцилиндр, причем в фокусной зоне последнего размещены источник ультрафиолетового излучения и фотореактор.

При этом эллиптический полуцилиндр, представляющий собой вторую секцию отражателя, может быть образован в результате сечения исходного эллиптического цилиндра продольной плоскостью, ориентированной нормально к плоскости, в которой находятся фокусные зоны исходного эллиптического цилиндра, причем плоский отражающий элемент размещен в упомянутой продольной плоскости сечения, а последняя может быть размещена симметрично фокусных зон исходного эллиптического цилиндра.

Секции отражателя могут быть выполнены с возможностью смещения одного относительного другого.

Технический результат, достигаемый при осуществлении заявляемого изобретения, состоит в том, что в устройстве обеспечивается возможность реализации как режима облучения одновременно и стерилизуемой жидкости, и помещения (при обеспечении возможности изменения соотношения соответствующих составляющих энергии источника ультрафиолетового излучения), так и режима облучения только стерилизуемой жидкости, причем в этом режиме достигается полное использование для стерилизации жидкости всей энергии, излучаемой источником ультрафиолетового излучения.

Благодаря предложенному выполнению отражателя и его секций обеспечивается в соответствующем режиме использования устройства концентрация всей энергии источника ультрафиолетового излучения в зоне размещения фотореактора и облучение как внутренних, так и внешних поверхностей витков спирали, образованной трубчатым элементом фотореактора.

На фиг.1 схематически изображено устройства (с продольным разрезом отражателя), на фиг.2 представлен поперечный разрез устройства.

Устройство для стерилизации жидкостей содержит источник 1 ультрафиолетового излучения, выполненный в виде продольно-цилиндрического излучателя, фотореактор 2 с трубчатым элементом 3, выполненным в виде спирали 4, шаг витков которой превышает наружный диаметр трубчатого элемента 3 и которая размещена коаксиально относительно источника ультрафиолетового излучения, и отражатель 5, выполненный (фиг. 2) в виде двух секций, первая из которых представляет собой плоский отражающий элемент 6, а вторая - эллиптический полуцилиндр 7, причем в фокусной зоне последнего размещены источник 1 ультрафиолетового излучения и фотореактор 2.

Указанный эллиптический полуцилиндр 7, представляющий собой вторую секцию отражателя 5, образован в результате сечения исходного эллиптического цилиндра продольной плоскостью, ориентированной нормально к плоскости, в которой находятся фокусные зоны исходного эллиптического цилиндра, причем плоский отражающий элемент 6 размещен в упомянутой продольной плоскости сечения, которая размещена симметрично относительно фокусных зон исходного эллиптического цилиндра.

Первая и вторая секции отражателя 5, плоский отражающий элемент 6 и эллиптический полуцилиндр 7 выполнены с возможностью смещения одного относительного другого. Выполнение элементов установки источника ультрафиолетового излучения дополнительно не разъясняется, поскольку достаточно ясно из приведенного выше описания сущность изобретения.

Устройство работает следующим образом.

В режиме использования устройства, предусматривающем повышенную интенсивность стерилизации жидкости, плоский отражающий элемент 6 устанавливают в положение, сопряженное с эллиптическим полуцилиндром 7 (на фиг.2 показано сплошной линией).

При данной конфигурации отражателя 5 часть потока излучения источника 1 ультрафиолетового излучения, размещенного в фокусной зоне эллиптического полуцилиндра 7, облучает внутренние поверхности витков спирали 4, а другая часть указанного потока излучения проходит между витками спирали 4 и после двукратного отражения от плоского отражающего элемента 6 и эллиптического полуцилиндра 7 возвращается к фокусной зоне эллиптического полуцилиндра 7. Специфической особенностью заявляемого устройства, обусловленной выполнением отражателя формой и взаимной ориентацией его секций является то, что угловые положения лучения прямой и отраженной от секций отражателя частей потока излучения различны (в приведенных на фиг.2 двух примерах хода лучей их угловые смещения в плоскости, нормальной к продольной оси излучения, до и после отражения соответственно обозначены Δα₁ и Δα₂).

Вследствие изложенного, а также с учетом соответствующих продольных смещений трубчатого элемента 3 по ходу витков спирали 4, проходящая между витками спирали 4 и отраженная секциями отражателя часть потока излучения источника 1 ультрафиолетового излучения облучает наружные поверхности витков спирали 4.

Следовательно, в данном режиме работы устройства энергия излучения источника 1 ультрафиолетового излучения полностью используется для стерилизации жидкости.

В режиме работы устройства, предусматривающем облучение и стерилизуемой жидкости, и помещения, плоский отражающий элемент 6 смещается относительно эллиптического полуцилиндра 7, вследствие чего соответствующая часть потока излучения источника 1 ультрафиолетового излучения поступает в помещение.

Использование: для обеспечения возможности реализации как режима одновременного облучения помещения и стерилизации жидкости, так и режима повышенной интенсивности стерилизации жидкости с полным использованием энергии источника ультрафиолетового излучения. Сущность изобретения: устройство содержит источник 1 излучения, фотореактор 2 с трубчатым элементом 3, выполненным в виде спирали 4, которая размещена коаксиально относительно источника 1, и отражатель 5, выполненный в виде плоского отражающего элемента 6 и эллиптического полуцилиндра 7. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для стерилизации жидкостей, содержащее источник ультрафиолетового излучения, выполненный в виде продольно-цилиндрического излучателя, отражатель и фотореактор с трубчатым элементом, выполненным в виде спирали, шаг витков которой превышает наружный диаметр трубчатого элемента и которая размещена коаксиально относительно источника ультрафиолетового излучения, отличающееся тем, что отражатель выполнен в виде двух секций, первая из которых представляет собой плоский отражающий элемент, а вторая - эллиптический полуцилиндр, причем в фокусной зоне последнего размещены источник ультрафиолетового излучения и фотореактор. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что эллиптический полуцилиндр, представляющий собой вторую секцию отражателя, образован в результате сечения исходного эллиптического цилиндра продольной плоскостью, ориентированной нормально к плоскости, в которой находятся фокусные зоны исходного эллиптического цилиндра, причем плоский отражающий элемент размещен в упомянутой продольной плоскости сечения. 3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что продольная плоскость сечения исходного эллиптического цилиндра размещена относительно фокусных зон последнего симметрично. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что секции отражателя выполнены с возможностью смещения одного относительно другого.