УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТЕРИЛИЗАЦИИ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ Российский патент 2004 года по МПК C02F1/32 C02F103/02 

Предлагаемое изобретение относится к пищевой промышленности и биотехнологии, в частности к эпидемиологии и санитарии.

Известен способ стерилизации пищевых продуктов (см. патенты № 4233523 US, A 23 L 3/28, 1980 г.; № 1824165 SU, A 23 L 3/28, б. 24, 1993 г.; № 11147 KZ, A 23 L 3/28, б. 2, 2002 г.), заключающийся в том, что продукты, с целью их обеззараживания от микроорганизмов, подвергают обработке ультрафиолетовым излучением с длиной волны 240-300 нм при дозе облучения 500-1500 Вт с/м² (признаки, общие с предметом изобретения, выделены курсивом).

Известно как более близкое к предмету изобретения устройство для стерилизации (см. а.с. 1724145 SU, А 01 М 5/04, б. 13, 1992 г.), содержащее корпус и источник ультрафиолетовых излучений, расположенный в корпусе на оси его симметрии, причем корпус выполнен в виде пустотелого цилиндра, при этом верхняя его часть открыта в секторе с углом 180°, а источник ультрафиолетовых излучений соединен через пускорегулирующий узел с источником электроэнергии (признаки, общие с предметом изобретения, выделены курсивом).

Недостатки известного устройства - ограниченность функциональных возможностей, т.е. низкая эффективность при обработке жидких пищевых продуктов, и значительная энергоемкость, что обусловлено неспособностью работать в следящем режиме. Первый недостаток обусловлен низкой эффективностью при стерилизации жидких пищевых продуктов, что объяснимо незначительной глубиной проникновения ультрафиолетовых излучений в стерилизуемую среду, а второй - неспособностью облучать среду в реальном масштабе времени ее наличия в устройстве.

Задача изобретения - расширение функциональных возможностей за счет стерилизации жидких продуктов и минимизация энергоемкости устройства за счет следящего, за потреблением через устройство воды, режима его работы.

Технический результат состоит в расширении площади поверхности воды при ее обработке ультрафиолетовым излучением и в ультрафиолетовом облучении непосредственно перед водопотреблением, т.е. в реальном масштабе времени потребления воды через устройство.

Технический результат достигается тем, что корпус устройства выполнен пустотелым, в котором установлен источник ультрафиолетовых излучений, его входное отверстие соединено с источником воды, а выходное отверстие, через дроссель, соединено с внешней средой, и в корпусе установлен двухпозиционный датчик избыточного давления, через который источник ультрафиолетовых излучений соединен с источником электроэнергии.

Конструкция устройства для стерилизации воды приведена на фиг.1.

Устройство для стерилизации питьевой воды конструктивно объединяет (см. фиг.1) пустотелый корпус 1, вход внутреннего объема которого соединен с источником воды (с водопроводной сетью), источник 2 ультрафиолетового излучения, установленный внутри корпуса 1, дроссель 3, установленный на выходе устройства, и двухпозиционный датчик 4 избыточного давления, установленный в корпусе 1 устройства, соединенный своим коммутирующим элементом последовательно с источником 2 ультрафиолетовых излучений и с источником электроэнергии.

В качестве датчика 4 избыточного давления допустимо использовать мембранный (сильфонный или поршневой) датчик 4 (см. фиг.1), обеспечивающий произвольное положение корпуса устройства в пространстве, но требующий открытого, через дроссель 3, сообщения с внешней средой, или ротаметр (см. фиг.2), объединяющий дроссель 3 и датчик 4 избыточного давления, требующий фиксированного вертикального положения в пространстве, но допускающий произвольное состояние выхода во внешнюю среду. Ротаметр представляет собой штуцер 5 из немагнитного материала, внутренняя поверхность которого выполнена конической, обращена отверстием меньшего диаметра в сторону внутреннего объема корпуса, поршень 6 с отрицательной плавучестью, установленный внутри штуцера 5 по широкоходовой в осевом направлении посадке, в поршень 6 запрессован постоянный магнит 7, на внешней поверхности штуцера 5, в плоскости рабочего положения поршня 6, установлен двухпозиционный магнитоуправляемый коммутирующий элемент 8, соединенный последовательно с источником электропитания и источником 2 ультрафиолетовых излучений.

Устройство для стерилизации питьевой воды работает следующим образом.

При использовании в качестве датчика 4 двухпозиционного мембранного (сильфонного или поршневого) манометра избыточного давления, в исходном состоянии, при нулевом расходе воды, избыточное давление P(t) во внутреннем объеме корпуса 1 устройства меньше давления Р_ср срабатывания датчика 4, т.е. P(t)<P_cp, близкое к нулевому значению, контакты датчика 4, механически контактирующие с мембраной, разомкнуты, а источник 2 ультрафиолетовых излучений обесточен, излучение отсутствует. При подаче воды в полость корпуса 1 устройства избыточное давление P(t) в нем возрастает, а при достижении и/или превышении значения избыточного давления P(t) над давлением Р_ср срабатывания датчика 4, т.е. при P(t)≥P_сp, контакты датчика 4 замыкаются, источник 2 ультрафиолетового излучения подключается к источнику электроэнергии и излучает ультрафиолетовые колебания.

При использовании ротаметра в качестве дросселя 3 и датчика 4 избыточного давления объединенный узел выполнен в виде выходного штуцера 5 (см. фиг.2). Внутренняя полая поверхность штуцера 5 выполняется в виде усеченного конуса, обращенного расширяющейся частью вертикально вверх, в полости штуцера 5 по широкоходовой посадке в осевом направлении установлен поршень 6, в поршень 6 запрессован постоянный магнит 7, а на внешней поверхности штуцера 5, в плоскости рабочего (верхнего) положения поршня 6 и его магнита 7, установлен двухпозиционный магнитоуправляемый коммутирующий элемент 8. В исходном положении, при нулевом расходе воды, а следовательно, при P(t)<P_cp поршень 5 под собственным весом (или под действием постоянного магнита 6, или будучи подпружиненным, на фиг.2 не показано) находится в нерабочем (нижнем) положении, в положении минимума просвета, и на расстоянии, не обеспечивающем срабатывание (замыкание) контактов магнитоуправляемого элемента 8, при этом контакты магнитоуправляемого элемента 8 разомкнуты, а источник 2 ультрафиолетовых излучений обесточен. В рабочем положении, при прохождении потока воды через полость устройства, избыточное давление P(t) под поршнем 6 отлично от нулевого значения, поршень 6 потоком воды смещается вверх до упора, при этом просвет в штуцере 5 (в дросселе) увеличивается, а магнит 7 оказывается в положении, максимально приближенном к магнитоуправляемому элементу 8. Под действием магнита 7 контакты двухпозиционного магнитоуправляемого элемента 8 замыкаются, подключая источник 2 ультрафиолетовых излучений к источнику электропитания, источник 2 ультрафиолетовых излучений генерирует ультрафиолетовые колебания, облучает поток омывающей его воды, а под действием ультрафиолетовых излучений уничтожаются микроорганизмы.

В любой момент времени t, при невыполнении условия P(t)<P_cp, источник 2 ультрафиолетовых излучений обесточен и не генерирует ультрафиолетовые излучения, а при выполнении условия P(t)<P_cp, он подключен к источнику электроэнергии и генерирует ультрафиолетовые излучения.

В процессе облучения питьевой воды ультрафиолетовым излучением, бактерицидные свойства которого обусловлены действием на клеточный обмен и особенно на ферментные системы бактериальной клетки, уничтожаются микроорганизмы. Ультрафиолетовые лучи уничтожают не только вегетативные, но и споровые формы бактерий и не изменяют органолептических свойств воды. Кроме того, под действием ультрафиолетового излучения молекулы растворенного в воде кислорода разлагаются на атомарный кислород, разрушающий ферментные системы микробных клеток и окисляющий некоторые соединения, придающие воде неприятный запах (например, гуминовые основания).

В устройстве для стерилизации питьевой воды, в качестве источника ультрафиолетовых излучений, допустимо использовать дуговую ртутно-кварцевую лампу, например - ДРТ-250, а в качестве магнитоуправляемого элемента - геркон (герметизированный контакт). При использовании кварцевой ртутно-дуговой лампы типа ДРТ, электрическая цепь содержит последовательно соединенные геркон, лампу ДРТ и электрический дроссель, а источником электропитания может служить напряжение переменного тока в 220 В, что имеется в наличии в любой квартире (в любом доме), а зачастую и на даче.

Устройство для стерилизации питьевой воды - альтернативный вариант химическому обеззараживанию воды, например хлорной известью, но в силу безвредности для организма человека последствий ультрафиолетового облучения воды, более приемлем, т.к. не насыщает воду химическими веществами, не ухудшает ни запаха, ни вкуса воды. Оно может найти применение в качестве локального, квартирного, устройства для биологической очистки воды при ее заборе из городских водопроводных сетей.

Его применение, при относительно невысокой стоимости, призвано обеспечивать экономически выгодной и биологически чистой питьевой водой.

Изобретение относится к стерилизации питьевой воды и может использоваться в пищевой промышленности и биотехнологии. Корпус устройства выполнен с замкнутой со всех сторон внутренней полостью, в которой установлен источник ультрафиолетового излучения. Выходное отверстие полости через дроссель соединяется с внешней средой. В корпусе установлен двухпозиционный датчик избыточного давления, через который источник ультрафиолетового излучения соединен с источником электроэнергии. Технический результат состоит в минимизации энергоемкости устройства. 2 ил.

Устройство для стерилизации питьевой воды, содержащее полый корпус, входом соединенный с источником воды, источник ультрафиолетовых излучений, размещенный внутри корпуса, и коммутирующий элемент, соединенный последовательно с источниками электроэнергии и ультрафиолетовых излучений, отличающееся тем, что в него введены дроссель, соединяющий его внутренний объем по выходу с внешней средой, и датчик избыточного давления внутри корпуса устройства, соединенный с источниками электроэнергии и ультрафиолетовых излучений, причем коммутирующий элемент датчика выполнен управляемым избыточным давлением.