УЛЬТРАФИОЛЕТОВАЯ БАКТЕРИЦИДНАЯ УСТАНОВКА

Название	УЛЬТРАФИОЛЕТОВАЯ БАКТЕРИЦИДНАЯ УСТАНОВКА
Разработчик (Авторы)	Месхи Б.Ч., Денисов О.В., Зименко В.А., Федоров В.Ю., Роякина А.С.
Вид объекта патентного права	Изобретение
Регистрационный номер	2542508
Дата регистрации	10.07.2013
Правообладатель	федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Донской государственный технический университет"
Медаль имени А.Нобеля

Описание изобретения

Изобретение относится к устройствам для обеззараживания воздуха в помещениях с повышенным риском распространения возбудителей инфекций: в лечебно-профилактических, дошкольных, школьных, производственных и общественных организациях и других помещениях с большим скоплением людей, с целью снижения уровня бактериальной обсемененности и создания условий для предотвращения распространения возбудителей инфекционных болезней.

Известны ультрафиолетовые бактерицидные установки, включающие в себя либо ультрафиолетовый бактерицидный облучатель, либо группу ультрафиолетовых бактерицидных облучателей. Для обеззараживания воздуха используются ультрафиолетовые бактерицидные лампы [Сарычев Г.С. "Облучательные свето-технические установки", Энергоатомиздат, 1992]. Ультрафиолетовые бактерицидные лампы питаются от электрической сети переменного тока частотой 50 Гц и напряжением 220 В. Включение бактерицидных ламп в сеть производится через пускорегулирующие аппараты (ПРА), которые предназначены для обычных люминесцентных ламп соответствующей мощности. ПРА обеспечивают необходимые режимы зажигания, разгорания и нормальной работы ламп и представляют собой отдельный блок, монтируемый внутри бактерицидного облучателя.

Известны медицинский бактерицидный настенный облучатель ОБН-150УХЛ4.2 "Азов", антибактериальные лампы ОБР-15 и ОБР-30 со счетчиком работы ультрафиолетовой лампы (таймером) и облучатель-рециркулятор "АРМЕД" СН-111 (1*30) [Облучатель медицинский бактерицидный настенный ОБН-150УХЛ4.2 "Азов". Руководство по эксплуатации АВ 70.00.00.00.00 РЭ]. Счетчик отслеживает ресурс работы лампы. При выработке установленного ресурса счетчик подает сигнал персоналу о необходимости замены лампы.

Недостатком конструкции является отсутствие возможности управления режимами облучения бактерицидными лампами на рабочих местах по длительности и интенсивности.

Наиболее близкой по выполнению является ультрафиолетовая бактерицидная установка, включающая ультрафиолетовую лампу, датчик контроля интенсивности и счётчик времени работы лампы (патент РФ на полезную модель № 104068, МПК A61L9/20, 2011г.).

Недостатком установки является возможность контроля только интенсивности УФ-излучения лампы и времени наработки лампы.

Техническим результатом является расширение арсенала ультрафиолетовых бактерицидных установок.

Технический результат достигается тем, что ультрафиолетовая бактерицидная установка включает ультрафиолетовую лампу, счетчик ресурса работы (таймер), пускорегулирующий аппарат, блок анализаторов температуры и/или влажности окружающей среды, и/или напряжения сети, и/или времени работы лампы, соединённый с блоком управления, при этом блок анализатора температуры окружающей среды соединён с блоком управления, задающим время эффективного облучения t_э по формуле

где t_э - время эффективного облучения, t_обл - время длительности облучения, k_э=k_Т - коэффициент, учитывающий колебания температуры окружающей среды по расчетным зависимостям

где

1,0 - среднее значение коэффициента при колебаниях температуры окружающего воздуха от 10 до 40°С, при котором время облучения лампы остается неизменным,

1,1 - среднее значение коэффициента при колебаниях температуры окружающего воздуха от 40 до 50°С, при котором время облучения лампы увеличивается на 10%,

1,2 - среднее значение коэффициента при колебаниях температуры окружающего воздуха от 5 до 10°С, при котором время облучения лампы увеличивается на 20%;

блок анализатора влажности воздуха окружающей среды соединён с блоком управления, задающим время эффективного облучения t_э по формуле

где t_э - время эффективного облучения, t_обл - время длительности облучения, k_э=k_φ - коэффициент, учитывающий колебания влажности окружающей среды по расчетным зависимостям

где

1,0 - коэффициент, учитывающий колебания влажности окружающего воздуха от 30% до 80%, при котором время облучения лампы остается неизменным,

1,1 - коэффициент, учитывающий колебания влажности окружающего воздуха менее 30%, при котором время облучения лампы увеличивается на 10%,

1,3 - коэффициент, учитывающий колебания влажности окружающего

воздуха более 80%, при котором время облучения лампы увеличивается на 30%;

блок анализатора напряжения сети соединён с блоком управления, задающим время эффективного облучения t_э по формуле

где t_э - время эффективного облучения, t_обл - время длительности облучения, k_э=k_u - коэффициент, учитывающий колебания напряжения питающей сети по расчетным зависимостям

где U_ном - 220 В, U_c - измеряемая величина напряжения сети,

1,0 - коэффициент, учитывающий колебания напряжения питающей сети от 0,9 номинального напряжения сети до 1,1, при котором время облучения лампы остается неизменным,

1,15 - коэффициент, учитывающий колебания напряжения питающей сети от 0,8 номинального напряжения сети до 0,9 номинального напряжения сети, при котором время облучения лампы увеличивается на 15%,

1,5 - коэффициент, учитывающий колебания напряжения питающей сети от 1,1 номинального напряжения сети до 1,2 номинального напряжения сети, при котором длительность работы лампы увеличивается на 50%;

блок анализатора времени работы лампы соединён с блоком управления, задающим время эффективного облучения t_э по формуле

где t_э - время эффективного облучения, t_обл - время длительности облучения, k_э=k_t - коэффициент, определяемый по расчетным зависимостям

где t_pec - ресурс облучателя (ч),

1,0 - коэффициент, учитывающий расчетную длительность облучения в пределах от 0% до 33% заданного ресурса лампы, при котором лампа не отработала одну треть своего ресурса, и время облучения лампы при нормальных условиях не изменяется,

1,2 - коэффициент, учитывающий расчетную длительность облучения в пределах от 33% до 66%, при котором лампа отработала более одной трети своего ресурса, и время облучения автоматически увеличивается на 20%,

1,3 - коэффициент, учитывающий расчетную длительность облучения в пределах от 66% до 100%, при котором лампа отработала более двух третьих своего ресурса, и время облучения лампы автоматически увеличивается на 30%;

блок анализаторов температуры, влажности окружающей среды, напряжения сети и времени работы лампы соединен с блоком управления, задающим время эффективного облучения t_э по формуле

t_э=k_э×t_обл,

где t_э - время эффективного облучения, t_обл - время длительности облучения,

k_э=k_u×k_т×k_φ×k_t,

где все коэффициенты имеют вышеприведенные значения.

Отличием является выполнение блоков управления с возможностью задавать время эффективного облучения по вышеприведенным формулам.

На фигуре 1 изображена схема предлагаемой ультрафиолетовой бактерицидной установки, где 1 - бактерицидная лампа, 2 - пускорегулирующий аппарат, 3 - конденсатор для повышения коэффициента мощности сети и подавления радиопомех, 4 - блок анализаторов параметров окружающей среды, который включает в себя 5 - цифровой датчик счетчика ресурса работы (таймер), который позволяет измерять время с момента первого включения бактерицидной лампы, а также длительность каждого цикла работы лампы, 6 - цифровой датчик анализатора параметра напряжения сети, 7 - цифровой датчик анализатора параметра колебаний температуры, 8 - цифровой датчик анализатора параметра колебания влажности воздуха, 9 - блок управления, который включает в себя 10 - интегральную схему (чип) счетчика ресурса работы, 11 - чип параметра напряжения сети, 12 - чип параметра колебаний температуры, 13 - чип колебания влажности воздуха, 14 - сумматор, 15 - жидкокристаллический экран, 16 - выключатель.

В нормальном режиме эксплуатации (при нормальных или нормированных документами значениях напряжения сети, температуры, влажности и ресурсе работы лампы) ультрафиолетовая бактерицидная установка работает следующим образом.

При включении устройства выключателем (16) через пускорегулирующий аппарат (2) питание подается на бактерицидную лампу (1) и лампа зажигается. В момент включения установка с помощью блока анализаторов (4) получает информацию об окружающей среде: изменениях напряжения сети через цифровой датчик анализатора параметра напряжения сети (6), о изменениях температуры через цифровой датчик анализатора параметра колебаний температуры (7), о изменениях влажности окружающего воздуха через цифровой датчик анализатора параметра колебания влажности воздуха (8). Затем информация в цифровом виде передается в блок управления (9), который содержит в себе интегральные схемы, обрабатывающие информацию об окружающей среде, поступающую от соответствующих датчиков блока анализаторов. В каждой интегральной схеме производятся расчеты.

Чип анализатора ресурса работы лампы (10) рассчитывает соответственно её ресурс работы. Чип счетчика анализатора напряжения сети (11) получает информацию с соответствующего цифрового датчика и рассчитывает колебания напряжения питающей сети k_u по расчетным зависимостям

Чип анализатора параметра колебаний температуры (12) рассчитывает значение коэффициента, учитывающего колебания температуры k_Т, по расчетным зависимостям

Чип счетчика параметра колебаний влажности воздуха (13) получает информацию об изменениях влажности окружающего воздуха с соответствующего датчика, рассчитывает значение коэффициента k_φ, учитывающего влияние относительной влажности воздушной среды, по расчетным зависимостям

Затем информация о расчетных коэффициентах попадает через линии связи в сумматор - интегральную схему. В зависимости от конкретных условий и длительности эксплуатации бактерицидной лампы сумматор автоматически устанавливает оптимальные значения коэффициента эффективности облучения k_э по формуле

В самом сложном варианте, когда все анализируемые параметры превышают нормативные, лампа должна работать с k_э=1,5×1,2×1,3×1,3=3,042. Как видно, для эффективного обеззараживания среды при значительных колебаниях напряжения сети, температуры, влажности, выработке ресурса устройство работает в 3 раза дольше новой лампы, работающей в нормативных условиях. Это обеспечивается блоком управления, который выдает команду на отключение лампы, через промежуток времени кратный коэффициенту k_э=k_u×k_Т×k_φ×k_t, то есть значительно позже, чем определено заданным ресурсом работы лампы при нормальных условиях.

В случае выполнения условия равенства между временем работы облучателя, в данном цикле облучения, полученным с помощью таймера работы лампы, и временем эффективного облучения t_э, рассчитанным по формуле t_э=k_э×t_обл, блок управления выдает команду на пускорегулирующий аппарат на размыкание цепи питания бактерицидной лампы.

Таким образом, установка позволяет автоматически управлять временем облучения бактерицидной лампы, исключая влияние человеческого фактора.

Формула изобретения

Ультрафиолетовая бактерицидная установка, характеризующаяся тем, что включает ультрафиолетовую лампу, анализатор ресурса работы, пускорегулирующий аппарат, блок анализаторов температуры и/или влажности окружающей среды, и/или напряжения сети, и/или времени работы лампы, соединённый с блоком управления, задающим время эффективного облучения по формуле

где t_э - время эффективного облучения, t_обл - время длительности облучения,

где k_Т - коэффициент, учитывающий колебания температуры окружающей среды по расчетным зависимостям

k_φ - коэффициент, учитывающий колебания влажности окружающей среды по расчетным зависимостям

k_u - коэффициент, учитывающий колебания напряжения питающей сети по расчетным зависимостям

где U_ном - 220 В,
U_c - измеряемая величина напряжения сети,
k_t - коэффициент, определяемый по расчетным зависимостям

где t_pec - ресурс облучателя (ч).

Изобретение "УЛЬТРАФИОЛЕТОВАЯ БАКТЕРИЦИДНАЯ УСТАНОВКА" (Месхи Б.Ч., Денисов О.В., Зименко В.А., Федоров В.Ю., Роякина А.С.) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
Медаль Альфреда Нобеля

Оформление наградных документов и заказ каталога