Устройство для облучения жидкости ультрафиолетовыми лучами Советский патент 1992 года по МПК A23L3/28 

Изобретение относится к биологической и медицинской промышленности, в частности к оборудованию для изготовления инэктивировэнных вакцин.

Известно устройство для облучения биологических жидкостей ультрафиолетовыми лучами, содержащее корпус с технологическими патрубками, размещенную внутри корпуса оболочку, прозрачную для ультрафиолетовых лучей и источник ультрафиолетового облучения, установленный внутри оболочки.

Недостатком известного устройства является низкая производительность, так как слой инактивируемой жидкости, пропускаемой между корпусом и оболочкой, для обеспечений надежной инактивации должен .быть очень тонким (например, для инактивации вакцины от бешенства 0,6 - 0,96 мм). В противном случае возможен проскок не- проинактивированных слоев жидкости, так как время ее протока через устройство (а значит и облучения) незначительно и определяется протяженностью линейного источника ультрафиолетового облучения, который воздействует на жидкость только со стороны оболочки.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для облучения жидкости ультрафиолетовыми лучами, содержащее установленный на основании корпус с технологическими патрубками, размещенную внутри корпуса оболочку, прозрачную для ультрафиолетовых лучей и источник ультрафиолетового облучения, установленный внутри оболочки. В этом устройстве для повышения производительности и надежности инактивации между корпусом и оболочкой проложен интенсификатор, выполненный в виде спирали и образующий винтообразный канал для потока жидкости. Это позволяет удлинить путь жидкости, двигающейся по спиральному каналу вокруг облучателя, а следовательно, и продолжительность облучения.

Недостатком указанного устройства является низкая производительность и малая

надежность инактивации, так как продолжительность облучения увеличивается незначительно, жидкость также облучается только со стороны оболочки.

Целью изобретения является повышение производительности и надежности инактивации.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для облучения жидкости ультрафиолетовыми лучами, содержащем установленный на станине корпус с патрубками для подвода и отвода жидкости, размещенную внутри корпуса оболочку, прозрачную для ультрафиолетовых лучей, источник ультрафиолетового облучения, оболочка выполнена в виде полого шара, установленного в верхней части корпуса с узлом смешения инактивирующей и инактивируемой жидкостей, размещенным в верхней его части, и патрубком в нижней части для отвода смеси

и подачи ее на центральную часть установленного под шаром приводного вращающегося диска, а корпус снабжен установленным с возможностью вращения в нижней его части под шаром прозрачным для ультрафиолетовых лучей коническим диском с вершиной, направленной вниз и приводом с подшипниковым узлом на валу, при этом узел смешения инактивирующей и инактивируемой жидкостей выполнен в виде двух

коаксиальных труб, смонтированных на смесительном диске, периферийная часть которого снабжена изогнутыми лопатками для смешения и закрутки подаваемого на внутреннюю поверхность шара потока, причем внутренняя и наружная трубы в месте присоединения к смесительному диску имеют наклонные взаимно противоположно направленные прорези для закрутки потоков,

а направления изгиба лопаток противоположно направлению прорезей наружной трубы, причем корпус выполнен шарообразным из двух частей, образующих шар, верхняя часть которого имеет изнутри отражательное покрытие, а на нижней - снаружи установлен подшипниковый узел вала привода, а внутри - охватывающая вал цилиндрическая обечайка, образующая со стенками нижней части корпуса кольцевую полость, сообщенную с патрубком отвода инактиви- рованной жидкости, источник ультрафиолетового облучения выполнен в виде размещенной в зэзоре между корпусом и оболочкой над и под коническим диском многокаскадной системы облучателей

На фиг. 1 показана схема устройства, продольный разрез; на фиг 2 - схема узла смешения.

Устройство содержит установленный на станине 1 корпус 2 с технологическими патрубками подвода инактивирующей жидкости 3, подвода инактивируемой жидкости 4 и отвода инактивированной жидкости 5 размещенную внутри корпуса 2 оболочку б, прозрачную для ультрафиолетовых лучей, источник 7 ультрафиолетового облучения Оболочка б выполнена в виде полого шара, установленного в верхней части корпуса 2 и прозрачную для ультрафиолетовых лучей, с узлом 8 смешения инактивирующей и инактивируемой жидкостей в верхней части шара и патрубком 9 в нижней части шара для отвода смеси и подачи ее на центральную часть установленного в нижней части корпуса 2 под шаром прозрачного для ультрафиолетовых лучей конического приводного вращающегося диска 10 с вершиной, направленной вниз, и приводом 11 с подшипниковым узлом 12 на валу 13.Узел бсмешения выполнен ввидедвух коаксиальных труб 14 и 15 для подвода инактивирующей и инактивируемой жидкостей, смонтированных на смесительном диске 16, периферийная часть которого снабжена изогнутыми лопатками 17 для смешения и закрутки подаваемого на внутреннюю поверхность шара потока.

Внутренняя 14 и наружная 15 трубы в месте присоединения к смесительному диску 16 имеют наклонные взаимно противоположно направленные прорези для закрутки потока, а направление изгиба лопаток 17 противоположно направлению прорезей наружной трубы 15. Корпус 2 выполнен шарообразным из двух частей, верхняя из которых имеет изнутри отражательное покрытие 18, на нижней части снаружи установлен подшипниковый узел 12 вала 13 привода 11, а внутри - охватывающая вал 13 цилиндрическая обечайка 19, образующая

сосгенками нижней части корпуса 2 кольцевую полость, сообщенную с патрубком 5 отвода инэктивированнпй жидкости Источник 7 ультрафиолетового облучения выполнен в г} виде размещенной внутри корпуса 2 и оболочки 6 многокаскадной системы облучателей, установленных с возможностью непрерывного равномерного облучения смеси на всем пути ее движения по внутренней

Q поверхности шара, верхней поверхности диска 10 и внутренней поверхности нижней части корпуса 2.

Станина 1 имеет шаровую опору для корпуса 2 и узел крепления привода 11, со15 стоящего из электродвигателя 20 и редуктора 21. Корпус 2 изготовлен из нержавеющей стали, причем внутренняя поверхность нижней части полирована для равномерного и плавного движения жидкости, стекающей с

Q вращающегося диска 10. Диск 10 и оболочка 6 изготовлены из материала, прозрачного для ультрафиолетовых лучей (например, кварцевого стекла), и имеют также гладкие поверхности, обеспечивающие равномер5 ное и плавное течение жидкости по их поверхностям Система ультрафиолетовых облучателей состоит из центрального точечного источника, размещенного в центре шаровой оболочки 6, и нескольких каскадов

0 кольцевых трубчатых облучателей, размещенных снаружи оболочки 6 (сверху и снизу) и под диском 10 в нижней части корпуса 2 (крепление источников и подвод питания в ним на схеме не показаны). Оболочка 6

5 смонтирована внутри корпуса 2 с помощью кронштейнов с хомутами 22.

Устройство работает следующим образом

Инактивируемая жидкость через патруQ Сок 4 и трубу 15, а индктивирующая через патрубок 3 и трубу 14 подаются в узел 8 смешения, где происходит их гидродинамическое перемещения. Инактивирующая жидкость из внутренней трубы 14 через на5 кло прорези в ней под углом к радиусу входит в инактивируемую жидкость, поступающую в наружную трубу 15, смешиваясь с ней. Образовавшаяся смесь через наклонные прорези в трубе 15 под углом к радиусу

Q поступает на поверхность смесительного диска 16, Противоположное направление наклона прорези в трубах 14 и 15 способствует лучшему перемешиванию жидкостей, так как при протекании через трубы поток

5 меняет направление закрутки. Закрученный поток смеси после выхода на поверхность смесительного диска 16 направляется в каналы между лопатками 17 на его периферии, изогнутыми в сторону, противоположную закрутке потока. Это обеспечивает дополнительное смешение жидкостей и получение однородной смеси, что способствует более надежной инактивации в дальнейшем с помощью ультрафиолетового облучения, так как создается комбинированное воздействие различных по физической природе инактивантоэ - химического и ультрафиолетового. Полученная однородная смесь, проходя по каналам между изогнутыми лопатками 17, закручивается и переливается через край смесительного диска 16 на внутреннюю поверхность оболочки 6, установленной на кронштейнах с хомутами 22 внутри корпуса 2, установленного в свою очередь на станине.

Жидкая смесь, подаваемая на шаровую поверхность в виде тонкого слоя, притягивается к ней за счет сил сцепления жидкой и твердой фаз и стекает по этой поверхности за счет сил тяжести. В процессе стекания слоя жидкости по внутренней поверхности оболочки 6 она подвергается ультрафиолетовому облучению как со стороны центрального источника оболочки, так и со стороны расположенных вне оболочки кольцевых трубчатых облучателей источника 7 ультрафиолетового облучения через прозрачную для ультрафиолетовых лучей стенку шара. Отражательное покрытие 18 внутренней поверхности верхней части корпуса 2 препятствует поглощению ультрафиолетовых лучей и повышает интенсивность облучения. Двухстороннее ультрафиолетовое воздействие увеличивает глубину проникновения лучей в жидкую смесь, что позволяет увеличить ко- личество подаваемой жидкости, т. е. произ- водительность устройства, а также повысить надежность инактивации. Благодаря предварительной (на диске 16) закрутке пленка жидкости не просто опускается по шаровой поверхности вниз, а движется по спиральной траектории. Это увеличивает длину пути жидкости, а значит и продолжительность ее нахождения под облучением в оболочке 6. Кроме того, при спиралеобразном стекании жидкости происходит перекручивание ее слоев (за счет сил трения), что также благоприятно влияет на надежность ультрафиолетовой обработки частиц всего .объема стекающей жидкости. Жидкая пленка, облученная при прохождении через оболочку 6 и поэтому частично инактивированная, стекает из внутренней полости оболочки 6 через патрубок 9 и через его закругленную кромку плавно подается на центральную часть вращающегося через вал 13 (в подшипниковом узле 12) от привода 11 (электродвигателя 20 и редуктора 21) диска 10. Под действием центробежных сил частично инактивированная жидкость растекаетгв

по диску 10, двигаясь при этом по спирали (за счет трения о поверхность диска), и при этом подвергается повторному ультрафиолетовому облучению от кольцевых трубчатых облучателей, размещенных как сверху, так и снизу прозрачного для ультрафиолетовых лучей диска 10. Это как и при облучении в оболочке 6, обеспечивает двухстороннее воздействие, позволяющее повысить как

0 производительность устройства, так и надежность инактивации. Коническая поверхность диска 10 обеспечивает снижение радиальной составляющей скорости частиц жидкости, а значит увеличивает продолжи5 тельность ее облучения при прохождении по диску, что также повышает производительность и надежность инактивации.

Раскрученная на диске 10 пленка жидкости сливается через его край на шаровую

0 внутреннюю поверхность нижней части корпуса 2, где в третий раз за время протока через устройство подвергается ультрафиолетовому облучению от кольцевого трубчатого облучателя, размещенного под

5 вращающимся диском, Стекая по этой поверхности вниз, закрученная жидкость, как и в оболочке 6, двигается по спиральной траектории, что увеличивает продолжительность облучения жидкости. Как при

0 стекании по оболочке 6 происходит перекручивание слоев жидкости (за счет сил трения), что повышает надежность ультрафиолетовой обработки глубинных слоев. Полированная внутренняя поверхность

5 нижней части корпуса 2 также как и гладкие поверхности оболочки 6 и диска 10, способствует равномерному и плавному течению жидкости, что соответственно обеспечивает и равномерность ее облучения. Полностью

0 инактивированная жидкость, прошедшая три последовательных этапа обработки (в том числе два - двухсторонней обработки), из полости, образованной внутренней поверхностью корпуса 2 и цилиндрической

5 обечайки 19, сливается через патрубок 5 на выход из устройства.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает эффективное перемешивание жидкости с химическим инактмвантом и

0 многократную обработку ее ультрафиолетовыми лучами в процессе прохождения через внутренние полости. В результате этого достигается большая продолжительность ультрафиолетовой обработки, что позволяет

5 увеличить производительность устройства и

повысить надежность инактивации жидкости.

Формула изобретения

Устройство для облучения жидкости

ультрафиолетовыми лучами, содержащее

установленный на станине корпус с патрубками для подвода и отвода жидкости, размещенную внутри корпуса оболочку, прозрачную для ультрафиолетовых лучей, источник ультрафиолетового облучения, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности и надежности инактивации, оболочка выполнена в виде полого шара, установленного в верхней части корпуса с узлом смешения инактивирующей и инактивируемой жидкостей, размещенным в верхней его части, и патрубком в нижней части для отвода смеси и подачи ее на центральную часть, а корпус снабжен установленным с возможностью вращения в нижней его части под шаром прозрачным для ультрафиолетовых лучей коническим диском с вершиной, направленной вниз, и приводом с подшипниковым узлом на валу, при этом узел смешения инактивирующей и инактивируемой жидкостей выполнен в виде двух коаксиальных труб, смонтированных на смесительном диске, периферийная часть которого снабжена изогнутыми лопарками для смешения и закрутки подаваемого на внутреннюю поверхность шара потока, причем внутренняя и наружная трубы в месте присоединения к смесительному диску

имеют наклонные взаимно противоположно направленные прорези для закрутки потоков, а направление изгиба лопаток противоположно направлению прорезей наружной трубы, причем корпус выполнен шарообразным из двух частей, образующих шар, верхняя часть которого имеет изнутри отражательное покрытие, на нижней снаружи установлен подшипниковый узел вала привода, а внутри - охватывающая взл цилиндрическая обечайка, образующая со стенками нижней части корпуса кольцевую полость, сообщенную с патрубком отвода инактивироваккой жидкости, источник ультрафиолетового облучения выполнен в

виде размещенной в зазоре между корпусом и оболочкой над и под коническим диском многокаскадной системы облучателей.

Использование: при изготовлении мнак- тивированных вакцин в биологический и медицинской промышленности. Сущность изобретения: устройство содержит установленный на станине 1 корпус 2 с патрубками 3 и 5 для подвода и отвода жидкости соответственно, размещенную внутри корпуса 2 оболочку 6, прозрачную для ультрафиолетовых лучей, источник 7 ультрафиолетового облучения. Оболочка 6 выполнена в виде полого шара, устанор энного в верхней части корпуса 2 с узлом 8 смешения инактивирующей и инактивируемой жидкостей, размещенным в верхней его части, и патрубком 9 в нижней части для отвода смеси и подачи ее на центральную часть установленного под шаром приводного вращающегося диска 10. Корпус снабжен установленным с возможностью вращения в нихшей его части под шаром прозрачным для ультрафиолетовых лучей кони

/4

Фиг. 2

А-А