DE10052119A1 - Sektorenringbürste zur Klarhaltung und/oder Reinigung von zylindrischen Körpern, vorzugsweise von Quarzhüllrohren in UV-Desinfektionsanlagen, speziell in UV-Desinfektionsgerinnen für die Desinfektion von Abwasser - Google Patents

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine Sektorenringbürste zur Klarhaltung und/oder Reinigung von zylindrischen Körpern, vorzugsweise von Quarzhüllrohren in UV-Desinfektionsanlagen, speziell in UV-Desinfektionsgerinnen für die Desinfektion von Abwasser. Um einen unzulässig schnellen Leistungsrückgang in UV-Anlagen, verursacht durch zunehmende Schmutzablagerungen auf den Quarzhüllrohren, in denen sich die UV-Strahler befinden, zu verhindern, hat man eine ganze Reihe von Reinigungsvorrichtungen, die auf den Quarzhüllrohren hin- und herbewegt werden, entwickelt. Das einzig wirksame Reinigungswerkzeug, das sowohl den unvermeidbaren Vertiefungen wie auch Unrundheiten und auch den konvexen Formfehlern, verursacht durch langgezogene Luftblasen in der Quarzschmelze, die sich als Rippen ausbilden, formgerecht folgen kann, ist eine UV-feste Rundbürste von optimaler Ausbildung hinsichtlich Borsten, Art der Borsten, deren Härte und Schmiegsamkeit und was die Austragung des entfernten Schmutzes betrifft. Nach dem Stand der Technik können wirklich brauchbare Rundbürsten mit Innenbesatz speziell in den Abmessungen der kleineren üblichen Quarzhüllrohre zwischen 25 und 35 mm nicht hergestellt werden. Nach der Lehre der Erfindung lassen sich derartige Ringbürsten als Sektorenringbürsten sehr wohl einfach als auch kostengünstig herstellen.

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Sektorenringbürste zur Klarhaltung und Reinigung zylin­ drischer Körper, vorzugsweise für Quarzhüllrohre in UV-Desinfektionsgerinnen zur Desinfek­ tion von Abwasser.

UV-Desinfektionsanlagen für Wasser und Abwasser haben nur dann die volle, d. h. die dem augenblicklichen Zustand der UV-Strahler entsprechende Entkeimungsleistung, wenn die von den UV-Strahlern abgegebene UV-Bestrahlung auch durch die Quarzhüllrohre, in wel­ che die UV-Strahler zur Kühlung und zum Schutze vor Feuchtigkeit eingebaut sind, mög­ lichst restlos hindurch in das zu desinfizierende Wasser gelangt. Gute Hüllrohre lassen im sauberen Zustand über neunzig Prozent der UV-Leistung der UV-Strahler hindurch. Aber schon geringe Verschmutzungen beeinträchtigen den UV-Strahlendurchgang spürbar. Spe­ ziell bei der UV-Desinfektion von geklärtem Abwasser bilden sich schnell Ablagerungen auf den Hüllrohren. Diese stammen aus den noch vorhandenen organischen Restinhaltsstoffen im geklärten Abwasser. Zunächst bildet sich in Tagen eine schleimige dünne Schicht, welche die Desinfektionswirkung noch nicht erheblich beeinträchtigt. Diese Anfangsschicht läßt sich leicht wegwischen. Bei einer weiteren Verdickung solcher Schmutzschichten, baut sich, wenn keine Reinigung der Hüllrohroberfläche vorgenommen wird, almählich eine dickere, den UV-Strahlendurchgang dann schon mehr beeinträchtigende Schmutzschicht auf, die, nicht zuletzt durch die intensive UV-Bestrahlung In unmittelbarer UV-Strahlernähe und die damit verbundene Erwärmung, allmählich erhärtet und deren Entfernung zu einem Problem wird, weil die UV-Leistung der Anlage zunehmend abfällt bis die wegen Unterschreitung der Mindest-UV-Leistung abgeschaltet werden muß. Dann müssen spätestens die Hüllrohre ausgebaut und gereinigt werden.

Es gibt auch UV-Anlagen mit Reinigungsvorrichtungen für die Hüllrohre, wie beispielsweise auf den Hüllrohren hin- und hergeführte Wischer mit spachtelförmigen Wischerringen, oder mit weicheren Packungen oder filzartigen Einlagen, von denen man erhofft, daß sie auch in die unvermeidbaren Vertiefungen der Quarzhüllrohre eindringen und auch den konvexen Unregelmäßigkeiten solcher Quarzhüllrohre folgen. Selbst an den Hüllrohren beidseitig ab­ gedichtete flache Dosen, welche mit Reinigungschemikal gefüllt werden, sind schon in Ge­ brauch, obwohl in diesem Falle nicht mehr von einer "chemikalienfreien" UV-Entkeimung die Rede sein kann. Diese vielfältigen Anstrengungen zeigen eigentlich zu deutlich, daß einer­ seits eine automatische "in operation" Reinigung wichtig ist und andererseits, daß man noch keine wirklich befriedigende Lösung gefunden hat.

Das einzige wirksame Werkzeug zur Reinigung der Quarzrohroberflächen ist eine Rundbür­ ste mit Innenbesatz, welche in Kombination von Längs- und Drehbewegung über die Quarz­ rohre geführt wird. Nur Bürsten, deren Anforderungen im einzelnen weiter unten aufgelistet sind, können für diese Aufgabe wirkungsvoll eingesetzt werden. Die mechanische Führung dieser Bürsten ist nicht Gegenstand dieser Anmeldung; ein brauchbarer Vorschlag zur Reali­ sierung einer richtigen und wirksamen Bewegung solcher Rundbürsten, der sich auch mit dem mechanischen Aufwand in vernünftigen Grenzen hält, kann in der Anmeldung P 100 32 645.5 nachgelesen werden. Die Herstellung geeigneter Rundbürsten für diesen Einsatz, speziell in diesem meist kleinen Durchmesserbereich ab 20 Millimeter, ist nicht augenblick­ lich, da es solche Ringbürsten zur Zeit nicht im Handel gibt.

Die industrielle Herstellung von Bürsten aller Art geschieht nämlich nach dem Stand der Technik in fast allen Fällen mittels Stanzautomaten. Die Stanzautomaten beschicken vorge­ bohrte Löcher in den Bürstenkörpern mit in Länge und Durchmesser vorbereiteten Borsten­ büscheln. Wenn sich das Standwerkzeug aus dem Loch zurückzieht, um das nächste zu beschicken, bleibt das Borstenbüschel in der Bohrung fest eingeklemmt. Es können prak­ tisch ebene wie auch konvex gewölbten und auch kreisrunde Bürstenkörper auf deren Um­ fang mit solchen Stanzmaschinen mit Borsten besetzt werden. Es ist leicht einzusehen, daß ein solches Verfahren für Ringbürsten mit Innenbesatz, speziell mit kleinen Druchmessern zwischen 20 und 100 mm nicht geeignet ist.

Will man eine Ringbürste, also eine runde Bürste mit Innenbesatz herstellen, behilft man sich üblicherweise damit, zunächst eine gerade Bürstenleiste herzustellen, bestehend aus einer U-förmigen Metallschiene, in welche die Borsten mit einem Draht eingedrückt und dann ein­ geklemmt werden, und diese Bürstenleiste anschließend zu einer zylindrischen Spirale um­ zuformen, derart, daß man aus der gewonnenen Bürstenspirale einzelne oder mehrere Win­ dungen herausschneiden und zu einem Ringgebilde flachdrücken kann. Man kann auf diese Weise den Ringbesatz, das heißt den Borstenkranz innen oder außen anordnen. Für viele Anwendungsfälle, beispielsweise wenn Wellen, Gewindespindeln oder Kugelwindetriebe flexibel vor Staub, Spänen oder Ölnebel geschützt werden sollen, reicht dieses Herstellungs­ verfahren völlig aus. Für eine dauerhafte Klarhaltung wie auch zur periodischen Reinigung von Quarzhüllrohren, in denen üblicherweise die UV-Strahler von UV-Desinfektionsanlagen eingebaut werden, sind die so gefertigten ringförmigen Bürsten jedoch nicht geeignet.

Die Anforderungen an Ringbürsten zur Hüllrohrreinigung in UV-Anlagen sind vielfältig, denn sie müssen

• a) paßgenau hinsichtlich richtiger Auflage auf dem Hüllrohrumfang sein,
• b) ausreichend paßgenau in ihrem Halte- und Bewegungselement eingebaut werden können und
• c) UV-fest oder mindestens UV-stabilisiert sein.
• d) Sie müssen hart genug sein, um letztlich auch Verkrustungen allmählich abzubürsten,
• e) sie müssen allerdings auch weich und elastisch genug sein, um den unvermeidbaren Abweichungen von der Kreisform, die allen Quarzrohren zu eigen sind, wie auch den rippenförmigen Erhebungen darauf, die aus langgezogenen Blasen im teigig ge­ schmolzenen Quarzmaterial ebenso unvermeidbar entstehen, folgen zu können,
• f) sie müssen Schmutz und speziell schleimige Niederschläge, entstehend aus organi­ schen Stoffen aus dem Abwasser, ab- beziehungsweise wegbürsten können und sie müssen schließlich
• g) freie Spülkanäle in ausreichender Zahl besitzen, damit die weggebürstete Schmutz­ teilchen durch die Eigenbewegung der Bürste befördert und von der langsamen Strömung in den UV-Abwasserdesinfektionsgerinnen schließlich mitgenommen wer­ den können.

Rundbürsten mit Innenbesatz, welche den unter a) bis g) aufgelisteten Anforderungen tat­ sächlich genügen, können nach dem Stand der Technik und speziell auf den heute ge­ bräuchlichen Stanzmaschinen nicht hergestellt werden.

Nach der Lehre der Erfindung jedoch, können alle genannten Anforderunen a) bis g), die zur Reinigung und Klarhaltung von Hüllrohren für UV-Strahler unerläßlich sind, erfüllt werden.

Die Erfindung besteht wesentlich darin, eine Rundbürste aus Einzelsegmenten und/oder Einzelelementen in einem ringförmigen Gehäuse zusammenzusetzen, die jeweils einen ei­ genen Besatz haben, der an den einzelnen Sektorenelementen einstanz- und scherbar ist, solange die Sektorenbürste noch nicht im Gehäuse zusammengefügt ist, wodurch sich die mit den Mitteln nach dem Stand der Technik so schwer zu erreichende innere Rundform und die geforderten Spülkanäle nach Punkt g) der oben aufgelisteten Anforderungen auf einfache Weise fast von alleine ergeben, wenn die Anzahl der Segmente groß genug ist, wobei es nicht darauf ankommt, einzelne Segmente herzustellen und diese auch einzeln nebeneinan­ der in einem Haltering zu befestigen oder eine größere Anzahl kleiner Bürstensegmente mit einer Zwischenverbindung zu versehen, um sie dann als eine Art biegsame Leiste, bei­ spielsweise in eine Nut eines Halteringes einzulegen, wobei gegen Verdrehen nur noch die Befestigung an einer Stelle im Ring notwendig ist, was unter anderem einen Vorteil dieser speziellen Anwendung des erfinderischen Gedankens ergiebt, soweit überhaupt eine Fixierung nötig ist, da ein biegsame Leiste, wenn sie beispielsweise aus einem Kunststoff wie PE gefertigt ist und die richtige Federspannung hat, erwiesenermaßen von selbst fest genug im Gehäuse klemmt. Die Sektorenbürste verliert hierbei ihre Eigenart nicht, die einzelnen Sekto­ renelemente werden dabei nur anders im Haltering fixiert.

Dem erfinderischen Gedanken nach kommt es also wesentlich darauf an, eine Rundbürste aus Sektorenelementen oder ringförmig zusammenlegbaren Einzelelementen herzustellen, die man mit den herkömmlichen Produktionsmitteln wie beispielsweise Stanzautomaten in beliebiger Weise mit Borsten besetzen kann, solange sie noch nicht in einem ringförmigen Gehäuse eingesetzt sind und es kommt dabei nicht darauf an, ob sie einzelne oder wie auch immer miteinander verbundene Gebilde sind. Auf diese Weise lassen sich Präzisionsbürsten mit Innenbesatz bis zu einem Innenduchmesser von 20 Millimetern herunter gut herstellen. Die beiden Anwendungsbeispiele zeigen am besten, worauf es bei dem erfinderischen Ge­ danken ankommt.

Anwendungsbeispiel 1

Wie in Fig. 1 dargestellt, soll die Sektorenringbürste beispielhaft aus sechs konzentrisch an­ geordneten Segment- beziehungsweise Elementkörpern 4 mit einem Besatz 6 zusammen­ gesetzt sein, die in einem Ringgehäuse 2 eingepaßt sein sollen. Die einzelnen Segmente haben jeweils ein Innengewinde 5 in welchem die Schraube 3 fassen und das Segment fest an die Innenwand des Ringgehäuses ziehen kann. Die einzelnen Segmentkörper berühren sich mit den Flächen 10. Der zum Zentrum ausgerichtete Besatz 6 soll nicht ganz so breit wie der Segmentkörper 4 sein. Hieraus ergibt sich zwischen jeweils zwei Segmentkörpern der Spülkanal 9. Sind 11 und 12 zwei benachbarte Segmente, dann berühren sie sich an den Flächen 10 und bilden den Spülkanal 9. 7 soll beispielsweise ein Quarzhüllrohr für einen UV- Strahler in einem UV-Desinfektionsgerinne sein, das von der Sektorenringbürste durch Dreh- und Längsbewegung klar gehalten und/oder gereinigt werden soll. Fig. 1b zeigt den Schnitt ABC wie in Fig. 1a eingezeichnet. Im Schnitt BC rechts ist der mittige Schnitt durch ein Sekto­ relement 4 gezeigt mit dem Ringgehäuse 2 und der Schraube 3 und der auf dem Quarzhüll­ rohr 7 aufsitzende Besatz 6. Links in Fig. 1b ist der Schnitt genau zwischen zwei Sektroren­ elementen 11 und 12 zu sehen. 10 sollen die beiden Berührflächen sein, mit denen die bei­ den Sektorenelemente aneinanderliegen.

Es wurde bereits daraufhingewiesen, daß man den Besatz der einzelnen Sektorelemente beliebig gestalte und scheren kann, wenn dieselben noch nicht im Ringhehäuse eingebaut sind. So kann man mit einem Scherwerkzeug den gestanzten Besatz 25 rund, d. h. genau an den Umfang des kreisrunden Quarzhüllrohres 7 angepaßt, oder den Besatz 24 gerade ge­ schnitten, d. h. mit einer tangentialen Kante in Bezug auf das Quarzhüllrohr 7 gestalten.

Anwendungsbeispiel 2

Das zweite Anwendungsbeispiel zeigt beispielhaft eine andere Anwendung des erfinderi­ schen Gedankens für den Fall, daß eine Vielzahl von Einzelsegmenten mit vorzugsweise einreihigem Bürstenbesatz ohne zusätzliche Befestigungselemente, wie beispielsweise Schrauben, in selbsthaltender Weise in einem Montagering fixiert werden kann, wobei die einzelnen Besatzbüschelreihen der Elemente keinen runden Scherschnitt benötigen, um dennoch rund an dem zu reinigenden zylinderförmigen Körper anzuliegen. Man kann sagen, daß Bürsten nach diesem Konstruktionsprinzip für die Reinigung von Quarzhüllrohren in UV- Anlagen am besten geeignet ist und sich auch kostengünstig mit herkömmlichen Produkti­ onsmitteln, wie Kunststoffspritzmaschinen und Stanzautomaten, herstellen läßt.

Eine Rundbürste nach Anwendungsbeispiel 2 ist, ausgehend von der Bauart nach Fig. 2, auf Fig. 3 und 4 dargestellt. Fig. 2 zeigt die Bauart nach Anwendungsbeispiel 1 entsprechend Fig. 1 jedoch mit einer viel größeren Anzahl von Sektorelementen 26, die jeweils mit einer Befestigungsschraube 27 zur Befestigung in einem Montagering 28 versehen sein sollen. Es ist leicht einzusehen, daß diese Befestigungsart, speziell bei kleinen Innendurchmessern, von beispielsweise 25 Millimeter, hier zu einem unangemessenem Montageaufwand führen wird. Es liegt nahe, die Sektorenelemente 26 anders zu befestigen. Es bietet sich an, diesel­ ben sogleich untereinander mittels Verbindungsstege 37 zu verbinden und sie so in einem Stück zu fertigen, beispielsweise als Kunststoffspritzprodunkt. So erhält man eine biegsame Leiste, deren Federspannung durch die Dicke der Verbindungsstege beliebig festgelegt wer­ den kann. In einer Nute des Montageringes kann man diese Leisten eingerollt und zusam­ mengedrückt einsetzen, wo sie sich wie eine federnde Einlegespange an die vorgesehene Rundung anpaßt und dann ohne weitere Befestigung fixiert bleibt, wenn sie die richtige Spannung hat, die nur von Material und Konstruktion abhängt.

Eine so geartete Bürste zeigen beispielhaft Fig. 3 und fig. 4.

Es sollen 35 die Bürstenleiste oder Federspange, bestehend aus den Sektorelementen 36, verbunden mit den Verbindungsstegen 37, welche in dem Ringgehäuse 29 eingesetzt sein, sein. 32 sollen die Schnittstellen sein, die im montierten Zusand zusammenliegen. Das Ringgehäuse 29 soll auf jeder Seite einen schmalen Bund 30 haben, sodaß eine Innennut mit dem Boden 31 gebildet wird, in dem die spangenartige Leiste 35 mit den sektorartigen Bürstenelementen genau hineinpaßt. Je nach Anzahl und Form der Sektorelemente 36 kann man relativ weite Spülkanäle 9 zur Austragung des Abgebürsteten Schmutzes gewinnen. Der einreihige Besatz 42 schmiegt sich bei richtiger Bemaßung auch dann "rund" am Quarz­ hüllrohr 7 an, wenn er gerade oder gar nicht geschoren wurde.

Es kann zweckmäßig sein, den einreihigen Besatz schräg anzuordenen, wie in Fig. 5 darge­ stellt. Dies erreicht man beispielsweise dadurch, indem man den schrägen Besatz 39 auf zwei Leisten 32, die versetzt eingesetzt werden, aufteilt. Es sollen in Fig. 5, 41 die Sektoren­ elemente und 40 die Verbindungsstege sein, welche die Biegsamkeit und Federspannung bestimmen. Auf diese Weise kann man auch eine Überlappung der schrägen Besätze 39 erreichen, was dann sinnvoll ist, wenn beispielsweise die Bürsten ohne Drehung nur längs über die zu reinigenden Quarzhüllrohre hin- und herbewegt werden.

Mir einer Rundbürste nach dem Anwendungsbeispiel 2 auf de Basis des erfinderischen Ge­ dankens kann man alle oben unter a) bis g) aufgelisteten Anforderungen mit Leichtigkeit er­ füllen. Sowohl der Montagering als auch die Bürstenspange beziehungsweise die federnde Bürstenleiste lassen sich als Kunststoffteile in Spritzmaschinen kostengünstig herstellen.

Claims (5)

1. Sektorenringbüste mit Innenbesatz zur Klarhaltung und/oder Reinigung von zylindrischen Körpern, vorzugsweise von Quarzhüllrohren in UV-Desinfektionsanlagen, speziell in UV- Desinfektionsgerinnen für die Desinfektion von Abwasser, dadurch gekennzeichnet, daß die Sektorenringbürste aus Sektorenelementen, deren Besatz vor dem Einbau in ein Gehäuse eingearbeitet werden kann, besteht, wobei die Sektorenele­ mente einzeln oder verbunden, wie beispielsweise durch Verbindungsstege am Umfang, in einem ringförmigen Gehäuse befestigt werden sollen.

2. Sektorenringbürste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sektorenelemente einen einreihigen oder wenigstens so schmalen Besatz haben, daß zwischen den im Gehäuse eingebauten Sektorenelementen Spülkanäle zur Abführung des von der Sektorenringbürste entfernten Schmutzes entstehen.

3. Sektorenringbürste nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sektorenelemente am Umfang mit einem Verbindungs­ glied, wie beispielsweise einem Steg verbunden sind, und die Sektorenelemente so vor dem Einbau ein leistenartiges gerades Werkstück sind, welches beim Rundbiegen vor dem Ein­ bau in das Gehäuse eine ausreichende mechanische Spannung für eine rutschfeste Selbs­ haltung im Gehäusesitz erhalten soll, ein Werkstück, das man aus Kunststoff, beispielsweise aus Polyethylen (PE), in einem Stück spritzen kann und in welches sich auf herkömmlichen Stanzautomaten oder mit anderen Maschinen ein Besatz einarbeiten läßt.

4. Sektorenbürste nach Anspruch 1 bis 3, speziell Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß der Besatz schräg in Bezug auf die Längskante des leistenarti­ gen Werkstückes angebracht ist.

5. Sektorenbürste nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß alle Teile der Sektorenringbürste aus einem UV-festen oder UV-stabilisiertem Material hergestellt sind.