Vorrichtung zum Behandeln von Flüssigkeiten mit Ultraviolettstrahlung.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Behandeln von Flüssigkeiten mit Ultraviolettstrahlung, beispielsweise auf eine Vorrichtung zum Sterilisieren von Flüs sigkeiten, wie Wasser, Fruchtsäften und dergleichen.
Die Sterilisierung von Flüssigkeiten durch Anwendung von ultravioletten Strahlen hat viele praktische Vorteile gegenüber andern dafür bekannten Verfahren. Hierzu gehört die absolute Reinheit, die in der Getränke- und Nahrungsmittelindustrie eingehalten werden kann, ohne dass der Geschmack der Flüssigkeit beeinflusst wird. Es wird der Flüssigkeit nichts zugesetzt, was ihre chemische Zusammensetzung verändern würde, ausserdem lässt sich je nach der Geschwindigkeit, mit der die Flüssigkeit an der Strahlungsquelle vorbeiströmt, jeder gewünschte Sterilisierungsgrad erreichen.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung weist ein rohrförmiges Mantelgefäss auf mit Zu- und Ableitnngsstutzen und einem in diesem koaxial angeordneten Innenrohr aus ultraviolettdurchlässigem Werkstoff, welches eine Entladungslampe enthält und mit einer Vorrichtung zur Reinigung der Aussenfläche des Innenrohres, welche an einer drehbaren Welle befestigt ist, die von aussen betätigt werden kann.
Nachfolgend wird an li Hand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. In dieser bedeutet:
Fig. 1 eine Vorderansicht, teilweise im Schnitt, und
Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 der Fig. 1.
In Fig. 1 ist mit 1 ein rohrförmiges Mantelgefäss bezeichnet, welches zweckmässig aus rostfreiem Staill gefertigt ist und in der Nähe seines einen Endes mit dem Einlassstutzen 2 zur Zuführung der Behandlungsflüssigkeit, und in der Nähe seines andern Endes mit dem Auslassstutzen 3 zum Abführen der behandelten Flüssigkeit ausgerüstet ist.
Koaxial zum Mantelrohr 1 ist ein Innenrohr 4 angeordnet, das aus ultraviolettdurchlässigem Werkstoff hergestellt ist, wie ge schmolzenem Quarzglas oder irgendeinem für diesen Verwendungszweck bekannten ultraviolettdurchlässigen Kunstharz. Dieses Innenrohr wird an seinem offenen Ende 5 von der Platte 6 gehalten, die mittels der Schrauben 7 an dem Aussenflansch 8 befestigt ist, welcher am Ende des Mantelrohres 1 befestigt ist. Die Platte 6 ist zur Aufnahme des offenen Endes des Innenrohres 4 bei 9 zylindrisch durchbohrt. Die Wandung dieser Bohrung ist bei 10 ringförmig ausgenommen. In dieser Ausnehmung sind die Dichtungsringe 11 angebracht, welche in der aus der Zeichnung erkennbaren Weise vermittels der Stopfbuchse 12 als Abdichtung für das Rohr 4 wirken.
Die Stopfbuchse 12 hält die Dichtungsscheibe 13 auf dem Ende des Innenrohres. Zwischen dem Flansch 8 und der Verschlussplatte 6 ist eine Dichtung 14 vorgesehen, um diese beiden Flächen flüssigkeitsdicht zu verbinden.
Das geschlossene Ende 16 des lichtdnrch- lässigen Innenrohres 4 trägt eine geschlitzte metallene lilemmuffe 17 und einen Sockelteil 18 mit einer Filzscheibe 19. Zwischen den Enden der durch die Schlitze gebildeten Zungen der Muffe 17 und dem Rohr 4 ist eine Polsterung 20 aus Glaswolle angebracht. Diese gesamte Anordnung ist mittels des I(lemmrin- ges 21 an dem Rohr befestigt.
Das Innenrohr 4 und die geschlitzte Bleimuffe sind am Mantelgefäss 1 mittels der drehbaren Welle 22 befestigt, welche durch eine zentrische Bohrung 23 der Wand 24 geführt ist, die das Rohrende abschliesst. Zur Abdichtung der Wellendurchführung dienen die Dichtungsringe 25. Das Innenende der Welle 22 befindet sich im Sockelteil 18 der Muffe und ist in diesem frei drehbar, wobei eine Axialbewegung gegen den Sockelteil mittels Schraube 16 und Ringnut 27 verhindert wird. Von Zeit zu Zeit müssen Ablagerungen der Behandlnngsflüssigkeit von der Aussenfläche des Innenrohres 4 entfernt werden, da sonst die Intensität der auf das Behandlungsgut fallenden Strahlung wesentlich verringert würde. Diese Abscheidungen werden durch eine Abwischvorrichtung entfernt, die von Hand betätigt werden kann.
Sie besteht aus dem Arm 28, welcher auf der Welle 22 so befestigt ist, dass er mit dieser gemeinsam gedreht werden kann. Dieser Arm ist mittels des Bolzens 29 drehbar mit dem Rohrstück 30 verbunden, welches den aus Filz oder ähnlichem Werkstoff bestehenden Wischer 31 trägt. Das Rohrstück ist in der Nähe seiner beiden Enden an Klemmbändern 32 befestigt. Diese Elemm- bänder werden mittels der Befestigungsschraube 33 und der. Feder 34 derart unter Spannung am Rohr anliegend gehalten, dass der Wischer 31 leicht gegen das Rohr gepresst wird und trotzdem die Klemmbänder gegen das Rohr leicht verdrehbar sind.
Es ist wichtig, dass der Drehzapfen 29 nicht in der Mitte zwischen den beiden Klemmbändern, sondern näher an dem einen von beiden angeordnet ist. Hierdurch ist es möglich, das Rohr besser durch den Wischer zu reinigen, und zwar deshalb, weil das den Wischer tragende Rohrstück aus seiner achsenparalle ]en Lage zum Rohr verschoben wird, wenn es zunächst in der einen und dann in entgegengesetzter Richtung um das Rohr gedreht wird, da das vom Drehzapfen weiter entfernt angeordnete Klemmband nachsehleift und sich dadurch der Wischer teilweise um den Drehzapfen dreht, wenn er über die Aussenfläche des Innenrohres geführt wird.
Nachdem das Innenrohr in den Mantel eingepasst ist, das heisst nachdem man das geschlossene Ende des Innenrohres mit der Wischvorrichtung und der Welle in das Mantelrohr eingesteckt und bis an das Endstück 24 herangeschoben hat, wird eine rohrförmige Ultraviolettlampe 40 in das Innenrohr eingeschoben und in diesem durch geeignete Halterungsvorrichtungen axial befestigt, z. B. durch die Klammerhalterung 41. Diese Ultraviolettlampe 40 enthält die üblichen Elektroden, ein ionisierbares Medium, z. B. Quecksilber, sowie ein Zündgas im Innern eines Kolbens aus ultraviolettdurchlässigem Werkstoff, z. B. geschmolzenem Quarz. Derartige Anord zungen sind bekannt, so dass sich hier eine weitere Beschreibung derselben erübrigt.
Die Stromznführungsdrähte 47 der Lampe können mit einem Klemmenblock 42 verbunden werden, der aus Isoliermaterial besteht und im domförmigen Deckelteil 43 angeordnet ist, der seinerseits in der aus der Abbildung ersichtlichen Weise mit dem Aussenrand der Verschlussplatte 6 verbunden sein kann. Der Deckelteil 43 ist mit der Öffnung 48 zur Durchführung des Kabels 49 von der Stromquelle an den Klemmenblock 42 versehen. Das Lampenende kann mit einer Schutzkappe 44 versehen sein, die aus schwer schmelzendem Werkstoff besteht.
Das Innenrohr 4 schützt die Lampe vor plötzlichen Temperaturänderungen der Be handlungsflüssigkeit, welche die ringförmige Kammer zwischen der Aussenfläche des Innenrohres und der Innenfläche des Mantelgefässes durchströmt. Bei direktem Kontakt zwischen Flüssigkeit und Lampenkolben wür den die Metalldämpfe im Innern des Kolbens kondensiert und dadurch die Leistung der Lampe sinken. Um festzustellen, ob die Lampe zufriedenstellend arbeitet, kann in der Wandung des Mantelrohres ein Fenster 45 vorgesehen sein, ferner kann man einen Ablassstöpsel 46 zur Entleerung der BesÜahhmgskam- mer anbringen. Dieser Stöpsel kann auch zur Einleitung eines Gases benutzt werden, um die Flüssigkeit nach Wunsch während der Bestrahlung zu belüften.
Die vorstehend beschriebene Vorrichtung zum Bestrahlen von Plüssigkeiten ist einfach und zweckentsprechend gebaut. Mit ihr lässt sich Ultraviolettstrahlung für Sterilisationszwecke erzeugen, und die Lampe lässt sich leicht auswechseln, ohne dass die andern Teile der Vorrichtung gestört würden. Wenn es notwendig ist, die gesamte Vorrichtung vollständig zu reinigen, kann das Innenrohr mit der Wischvorrichtlmg als Ganzes aus dem Mantelrohr herausgenommen werden, wodurch sich Zerlegung und ansehliessender Zusammenbau der Vorrichtung erheblich vereinfachen.
Device for treating liquids with ultraviolet radiation.
The invention relates to an apparatus for treating liquids with ultraviolet radiation, for example to an apparatus for sterilizing liquids such as water, fruit juices and the like.
The sterilization of liquids by the use of ultraviolet rays has many practical advantages over other known methods. This includes the absolute purity that can be maintained in the beverage and food industry without affecting the taste of the liquid. Nothing is added to the liquid that would change its chemical composition, and any desired degree of sterilization can be achieved depending on the speed at which the liquid flows past the radiation source.
The device according to the invention has a tubular jacket vessel with inlet and outlet stubs and an inner tube made of ultraviolet-permeable material which is arranged coaxially in this and contains a discharge lamp and with a device for cleaning the outer surface of the inner tube, which is attached to a rotatable shaft which is externally attached can be operated.
An exemplary embodiment of the invention is described below with reference to the drawing. In this means:
Fig. 1 is a front view, partly in section, and
FIG. 2 shows a section along the line 2-2 of FIG. 1.
In Fig. 1, 1 denotes a tubular jacket vessel, which is expediently made of stainless steel and near its one end with the inlet nozzle 2 for supplying the treatment liquid, and near its other end with the outlet nozzle 3 for discharging the treated Liquid is equipped.
Coaxially to the jacket tube 1, an inner tube 4 is arranged, which is made of ultraviolet-permeable material, such as ge fused quartz glass or any ultraviolet-permeable synthetic resin known for this purpose. This inner tube is held at its open end 5 by the plate 6, which is fastened by means of the screws 7 to the outer flange 8 which is fastened to the end of the jacket tube 1. The plate 6 is bored through cylindrically at 9 to receive the open end of the inner tube 4. The wall of this bore is excepted in a ring at 10. In this recess, the sealing rings 11 are attached, which act as a seal for the pipe 4 by means of the stuffing box 12 in the manner shown in the drawing.
The stuffing box 12 holds the sealing washer 13 on the end of the inner tube. A seal 14 is provided between the flange 8 and the closure plate 6 in order to connect these two surfaces in a liquid-tight manner.
The closed end 16 of the light-permeable inner tube 4 carries a slotted metal sleeve 17 and a base part 18 with a felt washer 19. Between the ends of the tongues formed by the slots of the sleeve 17 and the tube 4, padding 20 made of glass wool is attached. This entire arrangement is attached to the pipe by means of the I (clamping ring 21).
The inner tube 4 and the slotted lead sleeve are attached to the jacket vessel 1 by means of the rotatable shaft 22 which is guided through a central bore 23 in the wall 24 which closes the end of the tube. The sealing rings 25 serve to seal the shaft feedthrough. The inner end of the shaft 22 is located in the base part 18 of the sleeve and can be freely rotated in this, with an axial movement against the base part by means of screw 16 and annular groove 27 being prevented. From time to time deposits of the treatment liquid must be removed from the outer surface of the inner tube 4, since otherwise the intensity of the radiation falling on the material to be treated would be significantly reduced. These deposits are removed by a wiping device that can be operated by hand.
It consists of the arm 28 which is attached to the shaft 22 so that it can be rotated together with it. This arm is rotatably connected by means of the bolt 29 to the pipe section 30 which carries the wiper 31 made of felt or a similar material. The pipe section is fastened to clamping straps 32 near both of its ends. These straps are fastened by means of the fastening screw 33 and the. The spring 34 is held under tension on the pipe in such a way that the wiper 31 is pressed lightly against the pipe and the clamping straps can nevertheless be easily rotated against the pipe.
It is important that the pivot pin 29 is not located midway between the two clamping straps, but closer to one of the two. This makes it possible to clean the pipe better through the wiper, namely because the pipe section carrying the wiper is moved from its axially parallel position to the pipe when it is rotated around the pipe first in one direction and then in the opposite direction because the clamping band, which is arranged further away from the pivot, loops and thereby the wiper partially rotates around the pivot when it is guided over the outer surface of the inner tube.
After the inner tube has been fitted into the jacket, i.e. after the closed end of the inner tube with the wiper device and the shaft has been inserted into the jacket tube and pushed up to the end piece 24, a tubular ultraviolet lamp 40 is pushed into the inner tube and through it suitable support devices axially attached, e.g. B. by the bracket holder 41. This ultraviolet lamp 40 contains the usual electrodes, an ionizable medium, e.g. B. mercury, and an ignition gas inside a flask made of ultraviolet-permeable material, for. B. fused quartz. Such arrangements are known, so that a further description of the same is superfluous here.
The current supply wires 47 of the lamp can be connected to a terminal block 42, which consists of insulating material and is arranged in the dome-shaped cover part 43, which in turn can be connected to the outer edge of the closure plate 6 in the manner shown in the figure. The cover part 43 is provided with the opening 48 for the passage of the cable 49 from the power source to the terminal block 42. The end of the lamp can be provided with a protective cap 44 made of a material that does not melt.
The inner tube 4 protects the lamp from sudden changes in temperature of the treatment liquid which flows through the annular chamber between the outer surface of the inner tube and the inner surface of the jacket vessel. In the event of direct contact between the liquid and the lamp bulb, the metal vapors would condense inside the bulb, reducing the output of the lamp. In order to determine whether the lamp is working satisfactorily, a window 45 can be provided in the wall of the jacket tube, and a drain plug 46 can also be attached to empty the storage chamber. This plug can also be used to introduce a gas in order to aerate the liquid as desired during the irradiation.
The device described above for irradiating fluids is simple and appropriately constructed. It can be used to generate ultraviolet radiation for sterilization purposes, and the lamp can be easily changed without disturbing the other parts of the device. If it is necessary to clean the entire device completely, the inner tube with the wiper device can be removed as a whole from the jacket tube, which considerably simplifies the disassembly and subsequent assembly of the device.