Способ обеззараживания предметов Российский патент 2023 года по МПК A61L2/14 A61L2/20 

Изобретение относится к области производственной санитарии и может быть использовано для обеззараживания предметов спецодежды, инструмента, техники и оборудования, примененных в зонах действия чрезвычайных ситуаций, загрязненных биологическими средами или радиоактивной пылью.

Из уровня техники известно, что безопасное обеззараживание, в частности, обеспыливание, осуществляют высокой концентрацией отрицательно заряженных аэроионов при помощи ионизирующих устройств - ионизаторов. Необходимую концентрацию отрицательно заряженных аэроионов в ионизаторах получают в поле коронных разрядов, а при необходимости распространения аэроионов в большом объеме воздуха, как правило, создают направленный воздушный поток механическим или иным способом, в частности, при помощи электростатических сил, дополнительных вентиляторов или же совмещают ионизатор с существующей в помещении системой вентиляции или кондиционирования. Обеззараживание же биологических сред, например вирусов, опасных микроорганизмов, патогенов, грибковых спор, может быть осуществлено при помощи озонирующих устройств - озонаторов. Озонирование в отличии от ионизации предполагает насыщение воздуха озоном, получаемым в результате прохождения воздуха через электроды к которым подведено высокое напряжение положительной полярности. При этом концентрация озона также как и в ионизаторах может регулироваться через систему вентиляции, за счет изменения интенсивности воздушного потока.

Известен ионизатор воздуха, обеспечивающий обеззараживание воздуха в помещениях, содержащий игольчатый эмиттер электрических зарядов, ускоряющий электрод, источник постоянного напряжения для питания цепи эмиттера. Питание цепи ускоряющего электрода осуществляется от источника прерывистого напряжения, полярность и амплитудное значение которого соответствует напряжению, подаваемому на эмиттер. В результате ионы, оказавшиеся в пространстве между электродами с одинаковой полярностью, меняют направление, удаляясь от обоих электродов, а результирующая траектория движения ионов направлена в окружающее пространство (Патент РФ №2079199 С1, дата приоритета 05.12.1994, дата публикации 5.10.1997, авторы: Кальва B.C., Белоусов Е.Л. и др., RU).

Недостатком известного аналога являются малая производительность, обусловленная перемещением аэроионов в объеме помещения путем задания направления их движения только действием электростатических сил.

Известен также воздухораспределитель с ионизатором, содержащий монтажную раму квадратной или прямоугольной формы, обрамляющую отверстие для выпуска воздуха вентиляционной системы, которое со стороны вентиляционного потока перекрыто аркой, причем в арку вмонтирован генератор аэроионов (Патент РФ №159440 U1, дата приоритета 15.10.2015, дата публикации 10.02.2016, авторы: Рубцов А.К. и Шупашева Р.Ж., RU).

Недостатком использования ионизатора в известном воздухораспределителе является ограниченная область его применения из-за необходимости совмещения ионизирующего устройства с системой вентиляции или кондиционирования помещения, что дополнительно требует связанных с ее работой высоких энергозатрат.

Известен также вентилятор эжекторного типа с ионизатором, включающий основание, содержащее крыльчатку и двигатель для привода крыльчатки, соединенный с основанием насадок, содержащий, по меньшей мере, один вход для воздуха, по меньшей мере, один выход для воздуха, кольцевой корпус, образующий канал, через который воздух снаружи вентилятора втягивается воздухом, выходящим из, по меньшей мере, одного выхода для воздуха, и установленный в корпусе ионизатор для обработки воздуха, втягиваемого через канал насадка (Патент РФ №2600197, дата приоритета 06.02.2012, дата публикации 10.04.2016, авторы: Нок Иэн, Уорнс Бенджамин и Симмондз Кевин, GB).

Недостатком известного устройства, реализующего способ обработки воздуха ионизатором, является повышенное энергопотребление из-за наличия в нем вентилятора с двигателем, необходимого для механического перемещения воздуха с целью увеличения части общего потока воздуха, создаваемого вентилятором и обрабатываемого ионизатором.

Кроме того, общим недостатком известных вентиляторов-ионизаторов является то, что они применяются для очистки воздуха в закрытых помещениях, а использование образуемого ими потока ионизированного воздуха малоэффективно для применения с целью обеззараживания, например, загрязненных предметов спецодежды.

Наиболее близким устройством, позволяющим реализовать способ обеззараживания созданием направленного потока ионизированного воздуха, является электростатический вентилятор-ионизатор, содержащий общий корпус, заключенные в него электроды, выполненные в виде заостренных металлических ребер, равномерно размещенных по внутренней поверхности корпуса и прикрепленных с возможностью установки под разными углами к поперечной и продольной осям вентилятора. В результате действия зарядов на ребрах устройство формирует струю воздуха, закрученную относительно своей оси, в результате чего повышается скорость струи и объем перемещаемого устройством ионизированного воздуха, (патент РФ №2000520 С, дата приоритета 22.04.1991, дата публикации 07.09.1993, автор: Колпакчиев И.Н. RU, прототип).

Недостатком прототипа является его малая производительность, обусловленная тем, что перемещение и закручивание потока воздуха в устройстве обеспечивается только действием электростатических сил.

Технической задачей и техническим результатом изобретения, является расширение арсенала технических средств для интенсивного обеззараживания большого количества предметов спецодежды, инструмента, техники и оборудования, примененных в зонах действия чрезвычайных ситуаций, при малом энергопотреблении, путем их обработки потоком воздуха, содержащим высокую концентрацию отрицательных аэроионов или озона соответственно для обеспыливания и обеззараживания биологических сред и использовании в способе одного устройства.

Для решения технической задачи и достижения технического результата предложен способ обеззараживания предметов спецодежды, инструмента, техники и оборудования, при котором используют устройство для ионизации воздуха и создают направленный закрученный поток ионизированного воздуха действием электростатических сил при подаче высокого напряжения на ионизирующие электроды, расположенные внутри цилиндрического корпуса устройства. Новым является то, что в способе используют устройство с возможностью работы или в режиме ионизации при подаче на пластинчатые электроды высокого напряжения отрицательной полярности для получения ионизированного воздуха, или в режиме озонирования при подаче на пластинчатые электроды высокого напряжения положительной полярности для получения озонированного воздуха, а для создания направленного на зараженную поверхность обрабатываемых предметов потока ионизированного или озонированного воздуха в устройстве дополнительно используют диэлектрический ротор с крыльчаткой, установленный на закрепленной в цилиндрическом корпусе оси с возможностью свободного вращения вокруг нее под действием электростатических сил, возникающих от пластинчатых электродов в виде пластин, наклоненных к диаметральной оси корпуса, снабженных заостренными кромками, обращенными к указанному ротору с образованием минимального зазора. При этом режим ионизации используют для осаждения тяжелой радиоактивной пыли путем придания ей отрицательного заряда и последующего осаждения ее на улавливающих поверхностях или на землю, а режим озонирования применяют в условиях биологического заражения путем обработки предметов потоком воздуха с высокой концентрацией озона.

Согласно изобретению, в направленный поток ионизированного или озонированного воздуха дополнительно вводят аэрозоли растворов дезинфицирующих препаратов из установленных на корпусе с тыльной стороны резервуаров, с которыми сообщаются выходящие в поток воздуха полые иглы-электроды и перемещаемый поворотным устройством дополнительный электрод, электрически соединенные с источником высокого напряжения для создания дополнительного поля коронных разрядов и втягивания взвешенных частиц одного из аэрозолей в создаваемый крыльчаткой воздушный поток.

Согласно изобретению, используемое в способе устройство представляет собой ионизатор-озонатор с двумя режимами работы, для обеспечения которых устройство содержит цилиндрический корпус, образующие статор пластинчатые электроды, установленные на внутренней поверхности корпуса с наклоном к диаметральной оси и с возможностью подключения к источнику высокого напряжения, на жестко закрепленной в корпусе оси установлен с возможностью свободного вращения диэлектрический ротор с крыльчаткой, получающий вращение от действия электростатических сил, создаваемых пластинчатыми электродами при подаче на них постоянного тока с высоким напряжением либо отрицательной полярности для работы в режиме ионизатора, либо положительной полярности для работы в режиме озонатора, при этом образуемый поток ионизированного или озонированного воздуха направляют на обрабатываемую зараженную поверхность.

Согласно изобретению, пластинчатые электроды располагаются в два ряда с противоположных торцов статора с равным шагом и с наклоном к поперечной оси корпуса, причем кромки указанных электродов, образующие внутреннюю поверхность статора и обращенные к диэлектрическому ротору, выполняются заостренными.

Согласно изобретению, используемое в способе устройство дополнительно содержит установленные в тыльной части корпуса резервуары с растворами дезинфицирующих препаратов и взаимодействующие с ними полые иглы-электроды и перемещаемый поворотным устройством дополнительный электрод, электрически соединенные с источником высокого напряжения для создания дополнительного поля коронных разрядов и втягивания взвешенных частиц одного из аэрозолей в создаваемый крыльчаткой воздушный поток.

Принцип работы устройства, позволяющего реализовать предложенный способ, поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено устройство для реализации способа обеззараживания предметов спецодежды, инструмента, техники и оборудования, общий вид спереди и с условно снятой защитной решеткой; на фиг.2 схематично показан статор с изображением развертки внутренней поверхности, вид А; на фиг.3 изображено устройство для реализации способа обеззараживания предметов спецодежды, инструмента, техники и оборудования, общий вид с тыльной стороны, а также с условно снятыми резервуарами для аэрозолей растворов дезинфицирующих препаратов; на фиг 4 показан принцип работы поворотного устройства.

На чертежах приведены следующие обозначения:

1 - цилиндрический корпус;

2 - статор;

3 - пластинчатые электроды первого ряда;

4 - проводник для подключения электродов 3 к источнику высокого напряжения;

5 - ось, установленная в корпусе 1;

6 - диэлектрический ротор;

7 - крыльчатка ротора 6;

8 - пластинчатые электроды второго ряда;

9 - проводник для подключения электродов 8 к источнику высокого напряжения;

10 - защитная решетка со стороны выходного отверстия корпуса 1;

11 - входные отверстия для воздуха с тыльной стороны корпуса;

12 - резервуары для растворов дезинфицирующих препаратов;

13 - полые иглы-электроды, сообщающиеся с резервуарами 12;

14 - дополнительный электрод;

15 - проводники тока, соединенные с электродами 13, 14;

16 - контакт для подключения электродов 13 к источнику высокого напряжения;

17 - контакт для подключения электрода 14 к источнику высокого напряжения;

18 - поворотное устройство для перемещения электрода 14 к электроду 13.

Способ осуществляют следующим образом.

В цилиндрическом корпусе 1 жестко закреплен цилиндрический статор 2 с расположенными с противоположных торцевых сторон двумя рядами из двенадцати пластинчатых электродов 3 в первом ряду и двенадцати пластинчатых электродов 8 во втором ряду, расположенных с равным шагом под углом к поперечной (диаметральной) оси корпуса. При этом поверхности пластинчатых электродов 8, выходящие на внутреннюю цилиндрическую поверхность статора 2, имеют заостренные кромки. Электроды 3 одного ряда имеют угловое смещение 15° относительно электродов 8 второго ряда для равномерного чередования между собой. Статор 2 и развертка внутренней поверхности статора показаны отдельно на фиг.2. Вдоль продольной оси цилиндрического корпуса 1 жестко закреплена ось 5, на которой установлен с возможностью свободного вращения диэлектрический ротор 6 с крыльчаткой ротора 7, закрытой защитной решеткой 10, при этом выдерживается минимальный зазор между статором 2 и диэлектрическим ротором 6.

Пластинчатые электроды каждого ряда 3 и 8 соединены между собой проводниками 4 и 9 соответственно. При подключении проводников 4 и 9 к источнику высокого напряжения и подаче к электродам 3 и 8, в частности тока отрицательной полярности между выходящими на внутреннюю поверхность статора 2 заостренными кромками пластинчатых электродов 3 и 8 возникают коронные разряды с ионизацией находящегося в поле коронных разрядов воздуха. Одновременно, благодаря действию в электростатическом поле тангенциально направленных сил, происходит быстрое вращение диэлектрического ротора 6 с крыльчаткой ротора 7, что обеспечивает направленный поток большого количества ионизированного воздуха с высокой концентрацией отрицательно заряженных аэроионов в направлении от входных отверстий 11 устройства к защитной решетке 10. При этом устройство работает как ионизатор. Аналогично этому процессу при подаче к электродам 3 и 8 тока положительной полярности образуется направленный поток большого количества озонированного воздуха с высокой концентрацией озона, и устройство работает как озонатор.

Таким образом, устройство, представляющее собой ионизатор-озонатор и работающее или в режиме ионизации, или озонирования, может быть использовано как для осаждения тяжелой радиоактивной пыли путем придания ей отрицательного заряда и последующего осаждения, например на земле, так и в условиях биологического заражения путем обработки предметов потоком воздуха с высокой концентрацией озона, и, следовательно, позволяет реализовать способ обеззараживания предметов спецодежды, инструмента, техники и оборудования, примененных в зонах чрезвычайных ситуаций.

В частном случае устройство имеет дополнительную возможность введения в поток воздуха, обогащенного отрицательно заряженными аэроионами или озоном, специальных аэрозолей из растворов препаратов, которые дополнительно оказывают дезинфицирующий эффект, например, спиртов, галогенов, аминов и пероксидов. Для этого в тыльной части корпуса 1 размещаются резервуары 12 с растворами дезинфицирующих препаратов и взаимодействующие с ними выходящие в поток воздуха полые иглы-электроды 13 и перемещаемый поворотным устройством 18 дополнительный электрод 14. Полые иглы-электроды 13 и дополнительный электрод 14 соединены проводниками тока 15 с контактами 16 и 17, через которые подключаются к источнику высокого напряжения. В зависимости от режима работы, например, если устройство работает в режиме ионизации, то на полые иглы-электроды 13 через контакт 16 подается напряжение отрицательной полярности, а на дополнительный электрод 14 через контакт 17 подается напряжение положительной полярности. Если же устройство включено в режим озонирования, то на полые иглы-электроды 13 через контакт 16 подается напряжение положительной полярности, а на дополнительный электрод 14 через контакт 17 - отрицательной полярности. Для выбора необходимого резервуара 12 дополнительный электрод 14 перемещают к сообщающейся с необходимым резервуаром полой игле-электроду 13 при помощи поворотного устройства 18. При этом между указанной полой иглой-электродом 13 и дополнительным электродом 14 возникает дополнительное поле коронных разрядов, и взвешенные частицы выбранного дезинфицирующего препарата в виде ионизированного или озонированного аэрозоля втягиваются в создаваемый крыльчаткой ротора 7 воздушный поток. Принцип работы поворотного устройства показан на фиг.4.

Техническим результатом предложенного способа является интенсивное обеззараживание предметов спецодежды, инструмента, техники и оборудования, побывавших в зонах действия чрезвычайных ситуаций, при малом энергопотреблении и использовании в способе одного устройства.

При этом технико-экономическая эффективность от использования предлагаемого способа обусловлена следующими преимуществами, такими как:

1. Возможность обеззараживания специальной одежды, инструмента, техники и оборудования как от радиоактивной пыли, так и от опасных биологических сред путем применения разных режимов работы устройства.

2. Высокая эффективность обеззараживания, обусловленная высокой концентрацией отрицательных аэроинов или озона в потоке воздуха, направленного на обрабатываемые предметы.

3. Возможность повышения эффективности обеззараживания посредством дополнительного использования в воздушном потоке аэрозолей препаратов с обеззараживающим эффектом.

4. Малое энергопотребление, обусловленное отсутствием дополнительного побудительного вентилятора.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к способу обеззараживания предметов. В способе используют устройство для ионизации воздуха и создают направленный закрученный поток ионизированного воздуха действием электростатических сил при подаче напряжения на электроды, расположенные внутри цилиндрического корпуса устройства. В способе используют устройство, содержащее цилиндрический корпус, образующие статор пластинчатые электроды, установленные в два ряда с противоположных торцов статора с равным шагом и с наклоном к поперечной оси корпуса, на внутренней поверхности корпуса с наклоном к диаметральной оси и с возможностью подключения к источнику напряжения. Кромки указанных электродов выполнены заостренными. Устройство выполнено с возможностью работы в режиме ионизации при подаче на пластинчатые электроды напряжения отрицательной полярности и в режиме озонирования при подаче на пластинчатые электроды напряжения положительной полярности. Для создания направленного на зараженную поверхность обрабатываемых предметов потока ионизированного и озонированного воздуха в устройстве используют диэлектрический ротор с крыльчаткой, установленный на закрепленной в цилиндрическом корпусе оси с возможностью вращения вокруг нее под действием электростатических сил, возникающих от пластинчатых электродов. Режим ионизации используют для осаждения радиоактивной пыли путем придания ей отрицательного заряда и последующего осаждения ее на улавливающих поверхностях. Режим озонирования применяют в условиях биологического заражения путем обработки предметов потоком воздуха с озоном. В направленный поток ионизированного и озонированного воздуха вводят аэрозоли растворов дезинфицирующих препаратов из установленных на корпусе с тыльной стороны резервуаров, с которыми сообщаются выходящие в поток воздуха полые иглы-электроды и перемещаемый поворотным устройством дополнительный электрод, электрически соединенные с источником напряжения для создания поля коронных разрядов и втягивания взвешенных частиц одного из аэрозолей в создаваемый крыльчаткой воздушный поток. Техническим результатом является расширение арсенала технических средств для интенсивного обеззараживания большого количества предметов спецодежды, инструмента, техники и оборудования, примененных в зонах действия чрезвычайных ситуаций, при малом энергопотреблении путем их обработки потоком воздуха, содержащим высокую концентрацию отрицательных аэроионов или озона соответственно для обеспыливания и обеззараживания биологических сред, и использовании в способе одного устройства. 4 ил.

Способ обеззараживания предметов, при котором используют устройство для ионизации воздуха и создают направленный закрученный поток ионизированного воздуха действием электростатических сил при подаче напряжения на электроды, расположенные внутри цилиндрического корпуса устройства, отличающийся тем, что в способе используют устройство, содержащее цилиндрический корпус, образующие статор пластинчатые электроды, установленные в два ряда с противоположных торцов статора с равным шагом и с наклоном к поперечной оси корпуса, на внутренней поверхности корпуса с наклоном к диаметральной оси и с возможностью подключения к источнику напряжения, причем кромки указанных электродов выполнены заостренными, и выполненное с возможностью работы в режиме ионизации при подаче на пластинчатые электроды напряжения отрицательной полярности и в режиме озонирования при подаче на пластинчатые электроды напряжения положительной полярности, а для создания направленного на зараженную поверхность обрабатываемых предметов потока ионизированного и озонированного воздуха в устройстве используют диэлектрический ротор с крыльчаткой, установленный на закрепленной в цилиндрическом корпусе оси с возможностью вращения вокруг нее под действием электростатических сил, возникающих от пластинчатых электродов, при этом режим ионизации используют для осаждения радиоактивной пыли путем придания ей отрицательного заряда и последующего осаждения ее на улавливающих поверхностях, а режим озонирования применяют в условиях биологического заражения путем обработки предметов потоком воздуха с озоном, при этом в направленный поток ионизированного и озонированного воздуха вводят аэрозоли растворов дезинфицирующих препаратов из установленных на корпусе с тыльной стороны резервуаров, с которыми сообщаются выходящие в поток воздуха полые иглы-электроды и перемещаемый поворотным устройством дополнительный электрод, электрически соединенные с источником напряжения для создания поля коронных разрядов и втягивания взвешенных частиц одного из аэрозолей в создаваемый крыльчаткой воздушный поток.