Установка для обеззараживания воздуха ультрафиолетовым излучением
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.
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.
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.
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.)
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.).
Указанные устройства позволяют обеспечить эпидемиологическую безопасность рециркуляционного воздуха, обладают достаточной эффективностью обеззараживания и имеют низкое энергопотребление. Однако известные системы имеют ряд существенных недостатков:
- 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;
- необходимость использования тонких фильтров, изготовленных из горючих материалов, повышает сопротивление воздушному потоку, проходящему через установку и ее пожароопасность;
- 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.
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.
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.)
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
повышения устойчивости к вибрации и степени защиты от внешних воздействий, повышения эффективности обработки воздуха, а также упрощения эксплуатации и обслуживания установки.
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.
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.
Наличие на корпусе установки ребер жесткости значительно повышает стойкость конструкции к вибрационным нагрузкам, составляющим для ж/д транспорта от 10 до 100 Гц.
Виброгасящие элементы, используемые в качестве креплений лампы, значительно снижают уровень вибрации за счет ослабления и гашения колебаний, передающихся на лампу.
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.
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.
Нанесение на профильные элементы защитной решетки слоя фотокатализатора на основе диоксида титана позволяет дополнительно использовать для
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.
Размещенная в сильфоне пружина, поджимающая разъем, установленный на цоколь лампы, служит выталкивателем и облегчает извлечение разъема при необходимости очистки или замены лампы.
Датчик, размещенный в сильфоне в области цоколя лампы, отключает лампу в том случае, если ее температура превышает допустимую, что существенно повышает пожаробезопасность модуля.
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.
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.
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.
Датчик аварийного отключения лампы срабатывает при перегреве лампы при температуре 60С°.
Запуск и регулировка УФ лампы осуществляется при помощи электрически соединенного с ней электронного пуско-регулирующего аппарата.
Установка обеспечивает эффективность обеззараживания 99,99% при производительности около 3000 м3 /час.
1. Установка для обеззараживания воздуха УФ-излучением, включающая корпус, имеющий люк, входное окно, закрытое защитной решеткой, образованной профильными элементами, на поверхность которых нанесено покрытие, выходное окно и закрепленную внутри корпуса, по крайней мере, одну ультрафиолетовую лампу, отличающаяся тем, что на корпусе установки выполнены ребра жесткости, а ультрафиолетовая лампа закреплена посредством виброгасящих элементов.
2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве виброгасящего элемента для крепления лампы используют кронштейн, одна из плоскостей которого изогнута в виде пропеллера.
3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве виброгасящего элемента для крепления лампы используют герметично уплотненный сильфон.
4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве покрытия элементов решетки используется слой фотокатализатора на основе диоксида титана.
5. Установка по п.3, отличающаяся тем, что в сильфоне размещены пружинный выталкиватель и датчик аварийного отключения лампы.
