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Vorrichtung zur Behandlung von Flüssigkeiten mit ultravioletten Strahlen.
Bei den derzeit üblichen Apparaten zur Behandlung von Flüssigkeiten durch ultraviolette Strahlen wird in der Regel die zu bestrahlende Flüssigkeit entweder in einer dünnen Schichte oder aber durch Leitflächen im Zickzackwege an der (Quarz-) Lampe vorbeigeleitet. Die letztere Methode führt, wo es sich um sehr gründliche Behandlung der Flüssigkeit oder um eine nicht vollkommen klare Flüssigkeit handelt, nicht zu günstigen Resultaten, die erstere Methode ist viel zuverlässiger, gibt aber meist nur Apparate von kleiner Leistung.
Gemäss vorliegender Erfindung wird die Flüssigkeit zuerst in einem grossen Behälter mit verschiedenen Durchgangsquerschnitten, also in starken und schwächeren Schichten, und hierauf in dünnem Band, in einem von Quarzplatten gebildeten Kanal durchleuchtet, der sehr nahe an die gemeinsame Lichtquelle herangerückt ist, um derart die Durchleuchtung kräftig wirksam zu gestalten. Zum Einführen der gezündeten Lampe in die Betriebsstellung dient ein enger Schlitz, der nur wenig breiter ist als das Leuchtrohr. Es ist schon im österr. Patent Nr. 56830 eine Sterilisiervorrichtung durch ultraviolette Strahlen beschrieben, bei welcher die Lampe von oben in eine Kammer eingehängt ist, deren Wände rechteckige in Fassungen gehaltene Quarzplatten bilden, an welche sich nach oben zu schräge Wandflächen der Kammer anschliessen.
Dabei ist der Lichtverlust infolge der Reflexion und der Metallfassungen in den Ecken der Kammer ein erheblicher, der um so mehr in Betracht kommt, als der Abstand der Quarzwandungen von der Lampe ein grösserer ist und die Wirksamkeit der Strahlung im umgekehrten Verhältnis zur Grösse des Abstandes abnimmt. Diese Nachteile werden bei der engen konzentrischen Anordnung des Quarzkanals um das Lampenrohr und den engen Einführschlitz vermieden, der das Zünden der Lampen ausserhalb des Betriebsraumes ermöglicht, was bei dem genannten älteren latent gar nicht vorgesehen war.
Gemäss der Erfindung können auch die Wandungen von miteinander gekuppelten und eine gemeinsame Lampe besitzenden Flüssigkeitbehältern voneinander entfernbar angeordnet sein, um der Lampe mehr Spielraum geben zu können, wobei das Kippen der Lampe selbsttätig beim Verstellen der Lampe oder des Flüssigkeitsbehälters erfolgen kann.
In der Zeichnung sind zwei schematische beispielsweise Ausführungsformen des Gegenstandes der Erfindung veranschaulicht, und zwar in Fig. i und 2 bzw. 4 und 5 in je einem senkrecht zur Lampenachse und parallel zur Lampenachse führenden Vertikalschnitt. Fig. 3 ist eine
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der Lampenverstell-und Kippeinrichtung zu Fig. 4 und 5, und zwar ist Fig. 6 ein Aufriss, Fig. 7 eine Oberansicht.
Die Vorrichtung besteht aus einem Gehäuse 1, das in zwei Kammern I, II unterteilt ist, die durch einen engen vom Quarzkanal 2, 3 gebildeten Kanal III miteinander in Verbindung stehen. Die Innenwandung 3 des Kanals III bildet gleichzeitig den Abschluss der Bohrung 4 des Gehäuses, in welcher die Quarzlampe 5 untergebracht ist, die als gemeinsame Lichtquelle sowohl für die Durchleuchtung des Kanals III als auch der Kammern I und II dient.
Der Behälter 1 hat stellenweise nach einwärts gezogene Wandungen, welche die Durchtrittsquerschnitte für die Flüssigkeit verengen und ist an einer Stelle mit einem durchlaufenden Querschlitz 6 versehen, der von aussen zur Bohrung 4 reicht und zum Einführen sowie Herausnehmen der Quarzlampen 5 bestimmt ist. Das Leuchtrohr der Quarzlampe ist nämlich in verhältnismässig kleinem Abstand von den gebogenen Quarzplatten 2 umgeben, damit die Bestrahlung der durch den Kanal III strömenden Flüssigkeit eine recht intensive wird und da gestattet es die Enge der Bohrung 4 nicht, die Quarzlampe zwecks Zündens zu kippen ; dieselbe muss daher durch den Schlitz 6 aus dem Betriebsraum bewegt werden, damit man sie ausserhalb der Bohrung
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angeordnet werden.
Die Lampe ist an einer Schubstange 8 bei 9 angelenkt und läuft in Führungen 10. Eine Feder 11 hält die Lampe in ihrer normalen Arbeitsstellung, in welcher der Träger 7 in geeigneter Weise gehalten wird, z. B. auf den Stützen ïa ruht. Beim Herausziehen stösst der Träger 7 an einen beispielsweise an der Führung befestigten Anschlag 12 (Fig. 2), wodurch die Lampe gekippt und gezündet wird. Die Feder 11 bringt hernach die Lampe in die Normalstellung zurück. Die Verbindung zwischen der Lampe und dem Träger besorgen Klammern 13, welche die ausserhalb des engen Schlitzes 6 befindlichen Polgefässe 5a und 5b umgreifen und entweder unmittelbar oder unter Zwischenschaltung von Federn 14 an den Träger angeschlossen sind.
Die Federn
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werden bei fahrbaren Apparaten, die bei der Fortbewegung Stössen ausgesetzt sind oder bei Apparaten, bei denen ein nahe angebrachter Antriebsmotor stärkere Erschütterungen hervorruft, eingebaut, um die empfindliche Lampe zu schützen. Bei fahrbaren Apparaten wird aus demselben Grunde die Lampe aus dem Leuchtraum 4 herausgezogen, so dass sie in der Ruhestellung oberhalb des Schlitzes 6 verbleibt, wo die Gefahr eines durch Erschütterungen herbeigeführten Anstossens der Lampe am Gehäuse 1 nicht vorliegt.
Die den Kanal III bildenden segmentförmig gebogenen Quarzplatten 2 und 3 sind in gemeinsamen Stirnscheiben 15 (Fig. 3) unter Benutzung entsprechenden Dichtungsmaterials gelagert.
Jede Kanalwandung besteht aus einer, zwei oder mehreren Platten, die unabhängig voneinander ausgewechselt werden können. Die Stirnscheiben 15 sind durch Stehbolzen 16 miteinander verbunden, sitzen konisch in der Bohrung 4 eingeschliffen und werden von der Überwurfmutter 17 in ihrer Stellung gehalten. Die Quarzplatten 2 und 3 müssen aber nicht konzentrisch liegen, sie können auch derart exzentrisch zueinander angebracht sein, dass sich der Kanal III gegen das Auslaufende hin immer mehr verengt.
Die zu behandelnde Flüssigkeit, z. B. zu sterilisierendes Wasser, gelangt bei 18 in die Kammer 1 und läuft durch den Kanal III in einem breiten dünnen Band, kommt dann in die Kammer II und verlässt bei 19 in sterilisiertem Zustand den Apparat. Während des Durchganges steht die Flüssigkeit auf dem ganzen Wege unter dem Einfluss der ultravioletten Strahlen, und zwar ist der Vorgang der folgende : In den Teilen der Kammer 1 wird schon ein grosser Teil der Bakterien durch das ultraviolet'te Licht abgetötet, wobei infolge einer Pulsation durch die Querschnittsverengung bei 20 das Wasser durchgemischt wird, so dass sich das weniger bestrahlte (weiter von der Lampe entfernte) mit dem stärker bestrahlten (näher der Lampe befindlichen)
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geschwindigkeit und nochmaliger Pulastion dient dazu, um allenfalls zurückgebliebene vereinzelte Keime zu töten.
Gemäss der Ausführungsform nach Fig. 4 bis 7 sind zwei Apparate miteinander gekuppelt, und zwar in der Weise, dass sie eine gemeinsame Lichtquelle besitzen und entweder hintereinander geschaltet arbeiten können, wobei die zu behandelnde Flüssigkeit, z. B. trübes oder sonst schwer sterilisierbares Wasser ähnlich wie vorstehend beschrieben, beide Apparate durchströmt, oder die Apparate arbeiten parallel geschaltet und in jedem wird ein gesondertes Flüssigkeitsquantum behandelt. Zu diesem Ende sind die Gehäuse der beiden Kammern I und II durch eine biegsame Leitung 21 mit einem Umschaltorgan 22 verbunden und die Flüssigkeit tritt z. B. bei Hinter-
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Kammer II und verlässt bei 19 die Vorrichtung.
Bei Parallelschaltung tritt ein Flüssigkeitsquantum bei 18 in den Behälter 1, strömt durch den Kanal lIla und verlässt den Apparat bei 22.
Ein anderes Flüssigkeitsquantum fliesst bei 19 in den Behälter 1I, strömt durch den Kanal IIlb und verlässt den Apparat bei 22 oder die Flüssigkeiten treten durch zwei gesonderte Auslässe aus den Kammern 1 und 1I, so dass die doppelte Flüssigkeitsmenge behandelt werden kann.
Um bei dieser Anordnung die Bedienung der Lampe zu ermöglichen und um bei transportablen Apparaten auch die Beschädigung der Quarzlampe durch Erschütterungen hintanzuhalten, sind die beiden Gehäuse la und lb, zwischen deren gegenüber oder aneinander liegenden Wandungen die Lampe sich befindet, voneinander entfernbar. Hierdurch wird der freie Raum zwischen Lampe und Behältern vergrössert und die Lampe kann dann auch gekippt werden. Die Vergrösserung des Zwischenraumes zwischen beiden Behältern kann entweder erfolgen, indem beide Teile la und 1b in entgegengesetzter Richtung voneinander bewegt werden, oder wie gezeichnet, indem ein Teil (la) fix bleibt, während der zweite Behälter (lb) verschoben wird.
Beispielsweise kann die Bewegung durch einen Schraubentrieb 23 mit Kegelräderübertragung 24 von einer Handkurbel 25 aus erfolgen oder durch Kniehebel u. dgl.
Bei der Auswärtsbewegung wird die Quarzlampe auch selbsttätig gekippt und dann beim Zusammenbringen der Teile la und lb wieder in ihre Arbeitsstellung zurückgebracht. Gemäss der dargestellten Anordnung sitzt die Lampe auf dem Träger 7 (Fig. 6,7), der vom Arm 26 in der Vertikalebene schwingbar gehalten wird. Der Arm 26 sitzt auf einer Querleiste 27, die mit den zwei Gleitstäben 28 verbunden ist, welch letztere in Führungen 29 des feststehenden Gehäuses la laufen. Am verschiebbaren Gehäuse lb ist eine Mitnehmergabel 30 befestigt, deren Zinken über einen Bolzen 31 des Gleitstabes greifen und letzteren verschieben.
Die Anordnung ist dabei derart getroffen, dass die Mitnahme des Bolzens 31 bzw. der Stäbe 28 erst erfolgt, nachdem der Behälter lb eine Weglänge bei seiner Auswärtsbewegung zurückgelegt hat, um den Abstand der Lampe auch von diesem Behälter zu vergrössern. Durch die Gleitstäbe werden auch die Teile 27 und 7 sowie die Lampe mitverschoben, bis eine Nase 32 des Trägers 7 an einen feststehenden Anschlag 33 kommt, wodurch ein Niederdrücken der einen Seite des Hebels 7 und mithin ein Kippen und Zünden der Lampe herbeigeführt wird.
Sobald das Kippen erfolgt ist, stösst auch das Gehäuse 1b gegen einen Begrenzer 34 und die hierdurch beendete Auswärtsbewegung kann
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dann von einer in rückläufigem Sinne gerichteten Bewegung abgelöst werden, die den Behälter lb und die Lampe in die Betriebslage zurückbringt. Die richtige Stellung der Lampe wird auch hier durch eine Feder 11, ein Übergewicht o. dgl. gesichert.
Zum Schutze der ausserhalb des Sterilisierbehälters liegenden Polgefässe 5a, 5b der Lampe sind Verschalungen 35 vorgesehen, die kleine Beobachtungsfenster 36 besitzen.
PATENT-ANSPRÜCHE : I. Vorrichtung zum Behandeln von Flüssigkeiten mit ultravioletten Strahlen, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit in einem Behälter mit verschiedenen Durchgangsquerschnitten bei einer im allgemeinen grossen Schichtendicke und in einem durch doppelte Quarzwände gebildeten Kanal in kleiner Schichtendicke behandelt wird, wobei die von der Lampe ausgesandten ultravioletten Strahlen zuerst den engen Quarzkanal passieren und von diesem austretend die anderen Durchgangsquerschnitte belichten.
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Device for treating liquids with ultraviolet rays.
With the devices currently used for treating liquids with ultraviolet rays, the liquid to be irradiated is usually guided past the (quartz) lamp either in a thin layer or through guide surfaces in a zigzag path. The latter method does not lead to favorable results where the liquid is very thoroughly treated or when the liquid is not completely clear; the former method is much more reliable, but usually only gives apparatus of low power.
According to the present invention, the liquid is first transilluminated in a large container with different passage cross-sections, i.e. in thick and weaker layers, and then in a thin band in a channel formed by quartz plates, which is moved very close to the common light source, in order to achieve the transillumination powerfully effective. A narrow slot that is only slightly wider than the light tube is used to insert the ignited lamp into the operating position. A sterilization device using ultraviolet rays has already been described in Austrian Patent No. 56830, in which the lamp is suspended from above in a chamber, the walls of which form rectangular quartz plates held in sockets, which are connected to wall surfaces of the chamber that are inclined upwards.
The light loss due to the reflection and the metal frames in the corners of the chamber is considerable, which is all the more important as the distance between the quartz walls and the lamp is greater and the effectiveness of the radiation decreases in inverse proportion to the size of the distance . These disadvantages are avoided with the narrow concentric arrangement of the quartz channel around the lamp tube and the narrow insertion slot, which enables the lamps to be ignited outside the operating room, which was not latently provided for in the older version mentioned.
According to the invention, the walls of liquid containers which are coupled to one another and have a common lamp can be arranged so as to be removable from one another in order to be able to give the lamp more leeway, the lamp being tilted automatically when the lamp or the liquid container is adjusted.
In the drawing, two schematic exemplary embodiments of the subject matter of the invention are illustrated, specifically in FIGS. 1 and 2 or 4 and 5 in a vertical section each perpendicular to the lamp axis and parallel to the lamp axis. Fig. 3 is a
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of the lamp adjusting and tilting device for FIGS. 4 and 5, namely FIG. 6 is an elevation, FIG. 7 is a top view.
The device consists of a housing 1, which is divided into two chambers I, II, which are connected to one another by a narrow channel III formed by the quartz channel 2, 3. The inner wall 3 of the channel III at the same time forms the end of the bore 4 of the housing in which the quartz lamp 5 is housed, which serves as a common light source both for the illumination of the channel III and the chambers I and II.
The container 1 has in places inwardly drawn walls which narrow the passage cross-sections for the liquid and is provided at one point with a continuous transverse slot 6 that extends from the outside to the bore 4 and is intended for inserting and removing the quartz lamps 5. The light tube of the quartz lamp is in fact surrounded at a relatively small distance from the curved quartz plates 2 so that the irradiation of the liquid flowing through the channel III is quite intense and the narrowness of the bore 4 does not allow the quartz lamp to be tilted for the purpose of ignition; the same must therefore be moved through the slot 6 from the operating room so that it can be outside the bore
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to be ordered.
The lamp is hinged to a push rod 8 at 9 and runs in guides 10. A spring 11 holds the lamp in its normal working position, in which the support 7 is held in a suitable manner, e.g. B. rests on the supports ïa. When it is pulled out, the carrier 7 strikes a stop 12 (FIG. 2) fastened, for example, to the guide, whereby the lamp is tilted and ignited. The spring 11 then brings the lamp back into the normal position. The connection between the lamp and the carrier is provided by clamps 13, which encompass the pole vessels 5a and 5b located outside the narrow slot 6 and are connected to the carrier either directly or with the interposition of springs 14.
The feathers
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are installed in mobile devices that are exposed to shocks when moving or in devices in which a drive motor located close by causes stronger vibrations to protect the sensitive lamp. In the case of mobile apparatus, the lamp is pulled out of the luminous space 4 for the same reason so that it remains in the rest position above the slot 6, where there is no risk of the lamp hitting the housing 1 due to vibrations.
The segment-shaped curved quartz plates 2 and 3 forming the channel III are mounted in common end disks 15 (FIG. 3) using appropriate sealing material.
Each duct wall consists of one, two or more panels that can be replaced independently of one another. The end disks 15 are connected to one another by stud bolts 16, sit conically ground in the bore 4 and are held in their position by the union nut 17. However, the quartz plates 2 and 3 do not have to be concentric; they can also be attached eccentrically to one another in such a way that the channel III narrows more and more towards the outlet end.
The liquid to be treated, e.g. B. water to be sterilized, arrives at 18 in the chamber 1 and runs through the channel III in a wide thin band, then comes into the chamber II and leaves the apparatus at 19 in the sterilized state. During the passage the liquid is completely under the influence of the ultraviolet rays, and the process is as follows: In the parts of the chamber 1, a large part of the bacteria is already killed by the ultraviolet light, which is due to a pulsation the water is mixed through the cross-sectional narrowing at 20, so that the less irradiated (further away from the lamp) with the more irradiated (closer to the lamp)
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speed and repeated pulastion serve to kill any remaining isolated germs.
According to the embodiment according to FIGS. 4 to 7, two apparatuses are coupled to one another, specifically in such a way that they have a common light source and can either work in series, the liquid to be treated, e.g. B. cloudy or otherwise difficult to sterilize water similar to that described above, flows through both devices, or the devices work in parallel and a separate amount of liquid is treated in each. At this end, the housings of the two chambers I and II are connected by a flexible line 21 to a switching element 22 and the liquid occurs z. B. at rear
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Chamber II and leaves the device at 19.
When connected in parallel, a quantum of liquid enters the container 1 at 18, flows through the channel 11a and leaves the apparatus at 22.
Another quantity of liquid flows into container 1I at 19, flows through channel IIlb and leaves the apparatus at 22 or the liquids exit chambers 1 and 1I through two separate outlets, so that twice the amount of liquid can be treated.
In order to enable the lamp to be operated with this arrangement and to prevent the quartz lamp from being damaged by vibrations in portable apparatus, the two housings la and lb, between the walls of which the lamp is located opposite one another, can be removed. This increases the free space between the lamp and the container and the lamp can then also be tilted. The enlargement of the space between the two containers can be done either by moving both parts la and 1b in opposite directions from each other, or as shown in that one part (la) remains fixed while the second container (lb) is moved.
For example, the movement can be carried out by a screw drive 23 with bevel gear transmission 24 from a hand crank 25 or by toggle levers and the like. like
During the outward movement, the quartz lamp is automatically tilted and then returned to its working position when the parts la and lb are brought together. According to the arrangement shown, the lamp sits on the carrier 7 (FIGS. 6, 7), which is held by the arm 26 so that it can swing in the vertical plane. The arm 26 sits on a transverse bar 27 which is connected to the two sliding rods 28, which the latter run in guides 29 of the fixed housing la. A driver fork 30 is attached to the displaceable housing 1b, the prongs of which grip a bolt 31 of the slide bar and move the latter.
The arrangement is such that the bolt 31 or the rods 28 are not carried along until after the container lb has covered a distance in its outward movement in order to increase the distance between the lamp and this container. Parts 27 and 7 as well as the lamp are also displaced by the sliding rods until a nose 32 of the carrier 7 comes to a stationary stop 33, which causes one side of the lever 7 to be depressed and the lamp to tilt and ignite.
As soon as the tilting has taken place, the housing 1b also hits against a limiter 34 and the outward movement terminated thereby can
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then be replaced by a movement directed in a retrograde direction, which brings the container lb and the lamp back into the operating position. The correct position of the lamp is also secured here by a spring 11, an overweight or the like.
To protect the pole vessels 5a, 5b of the lamp lying outside the sterilization container, casings 35 are provided which have small observation windows 36.
PATENT CLAIMS: I. Device for treating liquids with ultraviolet rays, characterized in that the liquid is treated in a container with different passage cross-sections with a generally large layer thickness and in a channel formed by double quartz walls in small layer thickness, the of The ultraviolet rays emitted by the lamp first pass through the narrow quartz channel and, emerging from this, illuminate the other passage cross-sections.