Einrichtung zur Bestrahlung von Müssigen Stoffen. Die Erfindung bezieht sich auf eine Ein richtung zur Bestrahlung von flüssigen Stof fen unter Verwendung von Flüssigkeits leitungen und Strahlungsquellen, z. B. Quel len für Infrarotstrahlungen, sichtbares Licht oder auch Ultraviolettstrahlen.
Gemäss der Erfindung sind die Flüssig keitsleitungen und die Strahlungsquellen be züglich mindestens einer Ebene symmetrisch angeordnet.
In der Zeichnung sind in schematischer Weise Ausführungsformen der -erfindungs- gemässen Einrichtung beispielsweise darge stellt.
In Fig. 1 befinden sich in einem runden zylindrischen Gehäuse 1, das oben und unten durch je eine eingelassene Platte 2 und 3 ab geschlossen ist, die als Ultraviolettlampen ausgebildeten Strahlungsquellen 4 und die Flüssigkeitsleitungen 5, die in waagrechter oder auch in senkrechter Lage parallel zu einander verlaufen. Die Strahlungsquellen 4 und die Flüssigkeitsleitungen 5 sind in bezug auf vier Ebenen symmetrisch angeordnet.
Die Spuren dieser Ebenen mit der Zeich nungsebene sind die Symmetrieachsen<I>a,</I> b, <I>e, d</I> des in Fig. 1 dargestellten Querschnittes.
Die Endplatten 2 und 3 weisen entspre chende Bohrungen zum Einsetzen, Befestigen und zur Verbindung und Durchführung der Flüssigkeitsleitungen sowie entsprechend ausgebildete Stromanschlüsse für die Strah lungsquellen auf. Für die Zuführung des zu behandelnden Stoffes und dessen Weiter leitung von einer Flüssigkeitsleitung zur andern sind Knie- und Bogenstücke vor gesehen, die jeweils in der untern oder obern Abschlussplatte der Einrichtung befestigt sind. Eines dieser Bogenstücke, welches zwei Flüssigkeitsleitungen miteinander verbindet, ist in der Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 6 versehen.
Wie aus der Zeichnung hervorgeht, kön nen die Strahlungsquellen 4 und die Flüssig keitsleitungen 5 um eine gemeinsame Achse, und zwar entweder um die Mittelachse der Einrichtung herum, wie etwa die Fig.1 und 4 zeigen, miteinander abwechselnd angeordnet sein oder auch strahlenförmig von der Mittel achse in Richtung nach aussen liegen, wobei die Flüssigkeitsleitungen und die Strah lungsquellen ebenfalls miteinander abwech selnd angebracht sind, wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist.
Die Anordnung der Teile in der Zeichnung ist so getroffen, dass eine Flüssigkeitsleitung in der Mittelachse der Vorrichtung liegt, um die herum die andern Flüssigkeitsleitungen und die Strah lungsquellen im Viereck (Fig. 1) oder im greis (Fig. 4) liegen oder strahlenförmig (Fig. 2 und 3) angeordnet sind. Dabei sieht man ohne weiteres, dass bei Fig. 2 und 3 je zwei, bei Fig. 4 dagegen wieder vier Sym metrieebenen für die Leitungen und Strahler vorhanden sind.
Auch bei den übrigen dar gestellten Einrichtungen ist jeweils leicht mindestens eine solche Ebene zu finden. Es steht natürlich nichts im Wege, in der Mittel achse der Einrichtung anstatt einer Flüssig keitsleitung eine Strahlungsquelle anzuordnen. Die Flüssigkeit wird durch ein nicht gezeich netes Kniestück, etwa der in der Mittel achse der Einrichtung liegenden Flüssig keitsleitung 5, von oben oder unten zuge leitet, strömt dann durch diese hindurch zur nächsten, von .der aus sie über ein Bogen stück zu einer der weiteren Flüssigkeits leitungen geführt wird, die mit einer der übrigen Leitungen in Verbindung steht.
Von einer der Flüssigkeitsleitungen wird das be handelte Gut je nach der Anordnung der Einrichtung in senkrechter oder waagrechter Lage oben oder unten bezw. von einer der beiden Abschlussplatten, zweckmässig wieder durch ein Kniestück oder einen Rohrstutzen, abgezogen. Als Strahlungsquellen kommen insbesondere rohrförmig ausgebildete Ultra violettlampen in Frage, die je nach ihrer Strahlungsintensität entsprechend bemessen sind.
Als Flüssigkeitsleitungen werden Rohre aus einem .Werkstoff verwendet, der mög lichst viel .der erzeugten Ultraviolettstrahlen hindurch und auf das Gut zur Wirkung kommen lä,sst. Die Rohre ä sind zweckmässig in die beiden Abschlussplatten 2 und 3 ein gelassen und durch geeignete Verschraubun gen 7 befestigt.
Die in der Mittelachse der Einrichtung angeordnete Flüssigkeitsleitung kann auch aus einem strahlenundurchlässigen Werkstoff, etwa aus einem nichtrostenden Stahlrohr, bestehen, das auf seiner Ober fläche reflektierend ausgebildet ist, so dass die durch diese Flüssigkeitsleitung bei der Zuführung des zu behandelnden Gutes strö mende Flüssigkeit zwar von den Ultraviolett strahlen nicht getroffen wird, jedoch durch Reflexion eine verstärkte Einwirkung des auf die Oberfläche dieser Flüssigkeitsleitung treffenden Strahlenanteile auf die in den andern Leitungen strömende Flüssigkeit er folgt. Diese Wirkung kann noch .dadurch weiterhin verstärkt werden, dass die Innen wand des Behälters 1 ebenfalls eine spie gelnde Oberfläche erhält.
Durch die wiederholte Hindurchführung des zu behandelnden Gutes durch den Be handlungsraum der Einrichtung mit Hilfe der verschiedenen Flüssigkeitsleitungen und durch die von allen Seiten auf die Flüssig keitsleitungen bezw. auf das darin strömende Gut einwirkenden Ultraviolettstrahlen wird eine sehr intensive Bestrahlung herbeigeführt, der praktisch das ganze Gut ausgesetzt wird, da während des Durchflusses durch die Flüssigkeitsleitungen eine dauernde Bewe gung innerhalb des Gutes stattfindet und so immer neue Teilchen an die Innenwand des für Ultraviolettstrahlen durchlässigen Rohres gelangen.
Dies ist insbesonders bei Flüssig keiten wichtig, die undurchsichtig sind, bei denen also die Ultraviolettstrahlen bekann termassen nur eine sehr geringe Eindringtiefe aufweisen. Diese vorteilhafte Durchwirbe- lung von Flüssigkeiten der vorgenannten Art kann noch dadurch besonders gefördert werden, wenn in die Flüssigkeitsleitungen bezw. in die U-förmigen Verbindungsstücke beispielsweise spiralförmig ausgebildete Lei tungsbleche angeordnet werden, die eine An- derung der Strömungsrichtung der Flüssig keit bewirken.
Für das Gehäuse der Einrichtung kann an' sich jede beliebige, rechteckige, runde oder im Querschnitt quadratische Form gewählt werden. Mit Vorteil wird die Einrichtung jedoch so ausgebildet, dass eine Konzentra tion der von den Strahlungsquellen 4 aus gesandten Strahlen auf die Flüssigkeitslei tungen 5 eintritt, wie dies bekanntermassen mit Hilfe von Reflektoren möglich ist.
Wie in der Fig. 2 gezeigt ist, besteht das Gehäuse 1 aus mehreren Reflektoren (vier Stück), oder es sind nach Fig. 3 Reflektoren 8, 9, 10, 11 innerhalb eines gemeinsamen Ge häuses 1 angeordnet. Dadurch, dass die Flüssigkeitsleitungen 5 bezw. das zu behan delnde Gut im jeweiligen Brennpunkt des Reflektors oder, z. B. bei elliptischer Re flektorform, jeweils in einem der Brenn punkte der Reflektoren, und die Strahlungs quellen 4 ausserhalb des Brennpunktes vor den Flüssigkeitsleitungen bezw. bei ellip tischem Reflektor im andern Brennpunkt liegen, findet eine besonders intensive Be strahlung statt.
Bei den Ausbildungen nach den Fig. 2 und 3 tritt eine bevorzugte Ein wirkung der Strahlen der einzelnen Strah lungsquellen 4 auf die zugeordneten Flüssig keitsleitungen 5, die um die gemeinsame Mittelachse liegen, ein. In der Fig. 3 ist die mittlere Leitung 5 einer allseitigen direkten Bestrahlung ausgesetzt.
Bei der Fig. 4 sind acht Reflektoren vor gesehen, die das Gehäuse 1 bilden. Um die Mittelachse sind auf einem Kreisbogen die Strahlungsquellen 4 und die Flüssigkeits leitungen 5 abwechselnd miteinander an geordnet.
Die Strahlungsquellen und die Flüssig keitsleitungen können auch so angeordnet sein, dass ihre Lage im Behandlungsraum in bezug auf die .dargestellten Einrichtungen ver tauscht ist oder dass die Flüssigkeitsleitungen statt mit gleichem Abstand ihrer Mittelachsen von der Mittelachse der Einrichtung wie die Strahlungsquellen mit kleinerem Abstand wie .diese befestigt sind. Die Strahlungs quellen selbst können natürlich auch eine an dere Form als die dargestellte zylindrisch runde Ausbildung aufweisen und etwa einen flachen, rechteckigen Querschnitt haben.
Weiterhin ist es möglich, den Flüssigkeits leitungen innerhalb des Behandlungsraumes nicht eine langgestreckte zylindrische Form zu geben, sondern sie in Wendeln ausgebildet in der gleichen Weise anzuordnen und zu be festigen. Sind eine oder mehrere der Flüssig keitsleitungen in Wendeln ausgebildet, so kann innerhalb des von jeder der Wendeln umschlossenen Hohlraumes gegebenenfalls noch eine Bestrahlungsquelle angeordnet werden. Zwischen je zwei Strahlungsquellen können auch mehrere Flüssigkeitsleitungen angeordnet sein oder umgekehrt.
Die Fig. 5 zeigt im Grundriss zwölf strahlungsdurchlässige Flüssigkeitsleitungen 12 bis 23. Ferner ist .eine grössere Anzahl von zu den Durchflussrohren parallel angeordneten rohrförmigen Bestrahlungslampen 24, 25, 26 usw. derart angeordnet, dass jede Flüssigkeits leitung von drei in Form eines gleichseitigen Dreiecks angeordneten Bestrahlungslampen umgeben ist. Alle diese Teile liegen symme trisch zur vertikalen Mittelebene. Alle Be strahlungslampen sind in den Netzpunkten eines Netzes angeordnet, dessen Maschen aus solchen gleichseitigen Dreiecken bestehen.
Die in der Zeichnung die Lampen verbinden den Dreieckslinien sind lediglich zur Erläu terung und besseren Übersicht eingezeichnet und stellen nichts Körperhaftes dar. Die dargestellte Anordnung zeigt, dass jede Flüs sigkeitsleitung von den in gleichem Abstand von dieser angeordneten drei Bestrahlungs lampen vorteilhafterweise sehr intensiv be strahlt wird, und dass ausserdem durch die netzförmige Aneinanderreihung der Be strahlungsgruppen die Strahlung der Lam pen in hohem Masse wirtschaftlich ausgenutzt wird.
Um die Strahlung der Lampen noch besser auszunutzen,- ist die gesamte Anord nung von einem zylindrischen Gehäuse 27 umgeben, das an seiner Innenseite strahlungs- reflektierend ist.
Wie die Fig. 5 zeigt, bestehen in dem gezeichneten Dreiecknetz unausgenützte Drei ecke. Diese Dreiecke können dadurch aus- gefüllt werden, dass in jedes Dreieck zusätz lich noch ein Durchflussrohr angeordnet wird. Die sich dann ergebende Anordnung ist in Fig. 7 gezeigt. Sie stellt gleichsam eine Kombination der Anordnung nach Fig. 5 mit einer gleichen, jedoch um 180 verdrehten, in Fig. 6 gezeichneten Anordnung dar.
Wäh rend bei der Anordnung nach Fig. 5 neun zehn Lampen zur Bestrahlung von zwölf Flüssigkeitsleitungen nutzbar gemacht wer den, wird bei der Anordnung nach Fig. 7 die g o leiche Bestrahlungslampenanzahl zur Be- strahlung von vierundzwanzig Flüssigkeits leitungen ausgenutzt.
Die einzelnen Flüssigkeitsleitungen können in beliebiger Weise flüssigkeitsleitend mit einander verbunden werden. Sie können ent weder sämtlich oder gruppenweise in Reihe hintereinander oder auch sämtlich oder grup penweise parallel zueinander angeordnet werden. Jeweils einige der Durchflussrohre können zu einer Flüssigkeitsleitungsgruppe derart baulich zusammengefasst werden, dass alle Flüssigkeitsleitungsgruppen gleiche Form und Grösse haben und somit ein ein heitliches Bauelement bilden.
So ist in Fig. 8 nochmals die Anordnung der Fig. 7 wieder gegeben, jedoch unter Fortlassung der Drei ecklinien, welche in den Fig. 5 bis 7 nur zur Erläuterung enthalten waren. Wie aus der Fig. 8 ersichtlich, sind je vier Flüssigkeits leitungen zu einer Flüssigkeitsleitungsgruppe zusammengefasst. Die Flüssigkeitsleitungen 12, 15, 16 und 19 bilden eine Flüssigkeits- leitungsgruppe, die in Fig. 10 perspektivisch dargestellt ist.
Die Flüssigkeit durchläuft, wie Fig. 10 zeigt, die vier Leitungen in der Reihenfolge 19-15-12-16, wozu die gerad linigen Flüssigkeitsleitungen an ihren Stirn enden mit entsprechenden Rohrkrümmern untereinander verbunden sind. Dieses in Fig. 10 gezeigte Bauelement kann in die in Fig. 8 dargestellte Gesamtanordnung von unten her in die Bestrahlungsanordnung hin eingeschoben werden, wozu der Boden des Gehäuses 27 zweckmässig schlitzförmige Füh rungsöffnungen erhält.
Wie aus Fig. 8 er sichtlich, haben sämtliche acht Flüssigkeits- leitungsgruppen die gleiche in Fig.10 ge zeigte Bauform, so dass die einzelnen Grup pen ganz nach Belieben miteinander- ver tauscht werden können. Dies ist vornehmlich für die regelmässig erforderliche Reinigung des Gerätes von Vorteil, da sie nach erfolgter Reinigung ohne Beachtung irgendwelcher Reihenfolge oder Numerierung wieder in die Bestrahlungsanordnung eingesetzt werden können.
Bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 5 bis 7 ist jede Flüssigkeitsleitung von drei in f Form eines gleichseitigen Dreieckes und in gleichem Abstand von der Flüssigkeitsleitung angeordneten Bestrahlungslampen umgeben. Bei den Anordnungen nach Fig. 5 und 6 ist nicht in jeder Masche des Netzes eine Flüs-i sigkeitsleitung vorhanden, während dies bei Fig. 7 der Fall ist.
Um zu zeigen, dass jede Flüssigkeitsleitung auch von mehr als drei in Form eines gleichseitigen Vielecks ange ordneten Bestrahlungslampen umgeben wer den kann, ist in Fig. 9 jede der Flüssigkeits leitungen von vier Bestrahlungslampen um geben, welche an den Eckpunkten gleich seitiger Vierecke angeordnet sind. Auch hier können die Flüssigkeitsleitungen gruppen weise zu einer Flüssigkeitsleitungsgruppe zu sammengefasst werden.. In der Zeichnung ist die Zusammenfassung der Rohre zu je einer Gruppe angedeutet, wobei auch hier die Gruppen untereinander gleiche Bauformen haben und daher gegeneinander austauschbar sind.
Auch diese Ausbildungen lassen sich noch verschiedentlich vorteilhaft abwandeln. Besonders hervorgehoben sei in diesem Zu sammenhang, da.ss die aus Fig. 10 ersieht liehen bogenförmigen Verbindungsstücke zwischen den Flüssigkeitsleitungen 19, 15 eine einfache Möglichkeit bieten, um zwi schen die einzelnen Flüssigkeitsleitungen irgendwelche zusätzlichen Mittel zur Erzeu gung einer Wirbelbildung in den Durchfluss- rohren anzubringen. So können in die Ver bindungsstücke behälterförmige Erweiterun gen mit eingebauten Prallblechen oder Lenk flächen eingefügt werden.
Die bogenförmigen Verbindungsstücke der einzelnen Flüssigkeitsleitungen ragen zweckmässig aus der Gesamtbestrahlungs- anordnung, zumindest aus dem Bestrahlungs bereich der Anordnung, heraus, können aus einem strahlungsundurchlässigen Stoff be stehen und sind vorteilhaft zu Reinigungs- und Ausbesserungszwecken abnehmbar.
Bei den Einrichtungen nach Fig. 5 bis 10 sind die Strahler und die Flüssigkeitsleitun gen, -unter zweckmässiger Ausnutzung des vorhandenen Raumes, im Innern eines runden oder ovalen Gefässes untergebracht. Durch eine ausreichend distanzierte Anordnung der Strahlungsquellen und der Flüssigkeitslei tungen wird eine für manche Stoffe schäd liche Erwärmung weitgehend vermieden, was besonders bei der Bestrahlung von Milch eine grosse Bedeutung hat. Bei den Einrich tungen ist es möglich, die Strahlungsquellen im gegebenen Fall hinreichend zu kühlen oder andere die Wirksamkeit der Einrich tung fördernde zusätzliche Massnahmen zu treffen.
Die Auswechslung der Strahlungs quellen und der Flüssigkeitsleitungen kann in besonders einfacher Weise vorgenommen werden. Die Einrichtungen lassen sich ohne weiteres auch bei rauhem Betrieb ohne beson dere Schwierigkeiten anwenden, da die emp findlichen Teile derselben alle im Innern eines Gehäuses angeordnet und vollkommen gegen äussere Einflüsse, insbesondere gegen mechanische Beschädigungen, geschützt wer den können.
Die Anwendung dieser Einrichtungen be schränkt sich nicht auf die erläuterte Ultra violettbestrahlung, sondern bietet auch bei einer andern Bestrahlung von Flüssigkeiten, etwa einer Infrarotbestrahlung, erhebliche Vorteile, wobei natürlich andere Strahlungs quellen zu verwenden sind.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 11 sind zusätzliche Heizmittel vorgesehen. Die Anordnung von zusätzlichen Heizmitteln hat folgenden Zweck: Es besteht bei den Bestrahlungslampen bekanntlich die Tatsache, dass sie einen ge wissen Anteil Wärmestrahlung abgeben, wo- durch Erwärmung des Arbeitsraiunes und infolgedessen, näch Ausserbetriebsetzung des selben, Abkühlung und Kondensation auf tritt.
Dieser Nachteil lässt sich dadurch ver meiden, dass in dem Bestrahlungsgehäuse Heizmittel vorgesehen werden, durch welche die die Bestrahlungslampen umgebende Luft ausserhalb der Bestrahlungszeiten geheizt werden kann. Als Heizmittel können kleine elektrische Heizwiderstände, beispielsweise kleine Schwachstromglühlampen, vorgesehen werden. Werden diese vorgesehenen Heiz mittel nach Beendigung einer Bestrahlungs periode bezw. nach dem Ausschalten der Bestrahlungslampen eingeschaltet, so wird die in das Gerät eingedrungene Feuchtigkeit der Luft bei der Abkühlung des Raumes, wie sie mit der Reinigung der Betriebsräume stets verbunden ist, sich nicht kondensieren können.
Die Heizleistung der Glühlampen muss so bemessen sein, dass nach erfolgter Ausserbetriebsetzung der Arbeitsräume die Temperatur im Innsrn des Gerätes nicht unter die Temperatur sinken kann, die wäh rend der Betriebszeit in den Räumen ge herrscht hat.
In einem zylindrischen Gehäuse 27 sind rohrförmige Bestrahlungslampen 28 mit stab- förmigen Flüssigkeitsleitungen 29 abwech selnd im greise angeordnet. In der Achs richtung des zylindrischen Gerätegehäuses ist ein durchbrochenes Schutzrohr 30 vor gesehen, in welchem Heizmittel beliebiger Art angeordnet sind. Beispielsweise können, wie erwähnt, eine oder mehrere elektrische Glühlampen vorgesehen werden, wobei schon eine sehr geringe Leistung ausreichend ist.
Durch den Anschluss dieser Glühlampen an eine gleinspannungsquelle ist der Energie verbrauch der Heizmittel sehr geringfügig, so dass die Lampen die ganze Nacht über bis zur nächsten Inbetriebsetzung des Gerätes , brennen bleiben können. Statt oder ausser in der Achse des zylindrischen Gehäuses können die Heizmittel, kleine Glühlampen, auch am Boden des Bestrahlungsgehäuses angeordnet werden, wie es in der Zeichnung durch die , Lämpchen 31 angedeutet ist. Wird die Klein- spannurig zur Speisung der Heizlampen einem Transformator entnommen, so wird dieser zweckmässig in einem wasserdichten Gehäuse angeordnet, das mit dem Gehäuse 27 baulich vereinigt sein kann.
Zur Wahrung des Be rührungsschutzes ist es vorteilhaft, den einen Pol der elektrischen Heizwiderstände und gegebenenfalls des sie speisenden Trans formators über metallische Wandungsteile des Gehäuses zu erden. Zur Überwachung des Betriebszustandes der Heizmittel können mit Vorteil Schau löcher zur Beobachtung der elektrischen Heiz- lampen in dem Gehäuse 27 vorgesehen wer den. Ein solches Schauloch ist in der Zeich nung mit 32 bezeichnet.
Das Schauloch ist durch eine Glasscheibe abgedeckt; an der Rückseite des Schauloches ist ein Blendrohr bis in die Nähe der Heizlampe geführt, um beim Vorhandensein mehrerer Heizlampen jeweils zuverlässig die Strahlung jeder ein zelnen Heizlampe beobachten zu können. Bei mehreren Heizlampen werden also dem gemäss zweckmässig mehrere Schaulöcher gleichzeitig vorgesehen. Damit das Einschal ten der Heizvorrichtung beim Ausserbetrieb- setzen der Bestrahlungseinrichtung nicht gelegentlich vergessen wird, werden vorteil haft an sich bekannte Schaltmittel vorge sehen, welche die Heizmittel beim Ausschal ten der Bestrahlungslampen selbsttätig ein schalten.
Ferner können bei Geräten mit einer grö sseren Anzahl Bestrahlungslampen als Heiz mittel unmittelbar eine oder mehrere der Be strahlungslampen verwendet werden, indem bei der Ausserbetriebsetzung der Bestrah lungseinrichtung eine bezw. mehrere Be strahlungslampen eingeschaltet bleiben und dann als Heizmittel dienen. Die Schaltung der Bestrahlungslampen muss hierbei so ein gerichtet sein, dass die als Heizmittel zu ver wendenden Bestrahlungslampen gesondert für sich geschaltet werden können.
Es ist ferner von besonderem Vorteil, als Heiz- mittel solche Ultraviolettstrahler zu verwen den, die zu Entkeimungs- oder Vitaminisie- rungszwecken nach einigen tausend Brenn- stunden infolge ihrer geringeren Ultraviolett strahlungsleistung ohnehin keine Verwen dung mehr finden können.