БЕЗОЗОННА БАКТЕРИЦИДНА ОДНОЦОКОЛЬНА ЛАМПА ДЛЯ ОПРОМІНЮВАННЯ ПОВІТРЯ ТА ПОВЕРХОНЬ

Відомо, що оптичне випромінювання в діапазоні довжин хвиль 205-315 нм знищує збудників інфекційних захворювань у зовнішньому середовищі, при цьому максимум бактерицидної дії припадає на випромінювання з довжиною хвилі 265 нм [1].
Промисловістю виробляються розрядні ультрафіолетові лампи бактерицидної дії, які конструктивно подібні звичайним люмінесцентним лампам, за виключенням використання інших марок скла (увіолевого та кварцового) і відсутністю люмінофорного покриття - лампи типу ДБ [2] і ДРБ [3].
Недоліком ламп типу ДБ є низька пропускна здатність короткохвильового випромінювання увіолевого скла в діапазоні =205-280 нм. Крім того, ці лампи мають значні втрати своїх бактерицидних властивостей в процесі строку служби, які обумовлені як зниженням прозорості скла під дією УФ-випромінювання, так і низькою стійкістю увіолевого скла до адгезії ртуті та окисним продуктам, які осідають на внутрішню поверхню колби і знижують потужність оптичного випромінювання.
Відомо, що ультрафіолетові лампи з увіолевого скла в порівнянні з ультрафіолетовими лампами з кварцового скла, типу ДРБ менш потужні в бактерицидній області при однаковій потужності лампи, геометричних розмірах і товщині скла, приблизно на 30 %.
Недоліком ламп типу ДРБ є утворення озону під дією ультрафіолетового випромінювання з довжинами хвиль ≤200 нм.
При взаємодії озону із азотистими з’єднаннями, що присутні в повітрі, утворюються діоксиди. Зазначені сполуки є шкідливими і використання бактерицидних джерел ультрафіолетового випромінювання з такими властивостями обмежує їх застосування в системах забезпечення чистоти повітря і приміщень, а також в установках або пристроях санітарно-гігієнічної обробки для стерилізації і дезінфекції. Крім того, власне озон є сильним окиснювачем і його вміст у повітрі допускається не вище встановлених норм (не більше 0,1 мг/м3).
Метою роботи є вдосконалення конструкції бактерицидної лампи для зниження концентрації озону в оточуючому середовищі.
Найбільш близьким по технічній сутності до запропонованої нами конструкції безозонної бактерицидної лампи є лампа, в якій ртутний пальник поміщено в кварцову колбу більшого діаметру, а простір між ними заповнено парами сірки (авторське свідоцтво СССР, № 907637, кл Н 01 J 61/34, 1980).
Недоліком такої конструкції є те, що пари сірки фільтрують все випромінювання при довжинах хвиль менше 300 нм і для знезараження оточуючого середовища вони мало придатні. Крім того лампа потребує додаткових пристроїв для підключення до електричної мережі, що обмежує її широке використання в побуті.
Нами запропонована конструкція бактерицидної лампи, яка представляє собою газорозрядну трубку з кварцового скла наповнену інертним газом і ртуттю, що поміщена в кварцову трубку - чохол, один кінець якої запаяний, а до іншого за допомогою монтажних траверс приєднується герметично пластмасовий корпус, в якому вмонтована необхідна пускова апаратура та стандартний цоколь [  ], при цьому простір між газорозрядною трубкою і зовнішньою колбою заповнено сумішшю азоту і кисню при тиску від 1500 до 80000 Па.
Запропонована конструкція бактерицидної лампи зображена на рис.1.


Рис 1. Загальний вигляд бактерицидної лампи:
1 – розрядна трубка з увіолевого або кварцового скла; 2 – монтажні траверси;
3 – кварцовий чохол; 4 – баласт в пластмасовому корпусі;
5 – цоколь Е 27.

Лампа працює наступним чином, після подачі напруги лампа запалюється, відбувається розряд в парах ртуті, в результаті чого генерується УФ-випромінювання, що проходить через газову суміш в просторі між газорозрядною трубкою і зовнішньою колбою. У вказаному просторі УФ-випромінювання з довжиною хвилі менше 200 нм поглинається киснем, перешкоджаючи утворенню озону у зовнішньому просторі. Таким чином простір між розрядною трубкою і зовнішньою колбою представляє газовий фільтр, спектральний коефіцієнт пропускання якого регулюється співвідношенням діаметрів трубок і парціальним тиском кисню та азоту. При цьому випромінювання з довжиною хвилі 253,7 нм практично не затримується газовим фільтром.
Мінімальна величина зазору між газорозрядною трубкою і зовнішньою колбою лежить в межах від 1,0 до 5 мм, при цьому мінімальна величина зазору вибрана із умови забезпечення такого режиму роботи лампи при якому температура суміші азоту і кисню не перевищує 450 С, оскільки при збільшенні температури УФ-потік лампи різко зменшується.
Дослідження показали, що при збільшенні величини зазору більше 5мм між газорозрядною трубкою і зовнішнім чохлом зменшується ефективність бактерицидного знезараження, оскільки знижується вихід випромінювання з довжиною хвилі 253,7 нм.
Переваги запропонованої конструкції бактерицидних ламп в порівнянні з відомими бактерицидними ртутними лампами полягають в тому, що їх використання при бактерицидному знезараженні повітря і поверхонь дають можливість виключити примусову вентиляцію і здешевити процес проведення дезінфекції приміщення, і при цьому не потребують додаткових спеціальних пристроїв для підключення до електричної мережі [4].
На основі запропонованого технічного рішення розроблена конструкція бактерицидних ламп різної потужності, яка впроваджується до використання підприємствами України для бактерицидного знезараження повітря і поверхонь.

Список використаних джерел: 1. Мейер А. Ультрафиолетовое излучение. Получение, измерение и применение в медицине, биологии и технике : пер. с нем. / А. Мейер, Э. Зейтц ; ред. пер., авт. предисл. Н. Хлебников. - М. : Изд-во иностр. лит., 1952. - 574 с. 2. Вассерман А.Л. Ультрафиолетовое излучение в профилактике инфекционных заболеваний / А. Л. Вассерман, М.Г. Шандала, В.Г. Юзбашев - М.: Медицина, 2003. – 208с. 3. Лампи  розрядні низького тиску бактерицидні двоцокольні. Технічні умови: ТУ У 31.5-31618588-010: 2006 / [Чинний від 2006-10-17]. – Полтава, Полтавастандартметрологія, 2006. – 20 с. – (Технічні умови). 4. Семенов А.О. Особливості конструкції одноцокольних ламп для ультрафіолетового опромінювання / А. О. Семенов // ScienceRise : наук. журн. – Харків: Технологічний центр, 2014. №5/2 (5). – С. 64-67.