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Gegenstand der Erfindung ist eine Reinigungsvorrichtung für die Quarzhüllrohre einer UV-
Strahlerbank in einem Gerinne, vorzugsweise zur UV-Desinfektion von Abwasser. Sie soll
aus Mitnehmern mit Rundbürsten oder anderen runden Reinigungselementen bestehen, die
auf den Oberflächen einer Gruppe von übereinander angeordneten Quarzhüllrohren
aufliegen, die beispielsweise in einem Strahlermodul zusammengefaßt sein können, um dieselben
durch Längs- und/oder Pilgerschritt- und/oder Drehbewegungen zu reinigen, wobei die
einzelnen Mitnehmer an Läufern befestigt sind, die auf Führungselementen laufen, die
beispielsweise Stangen sein können und jeweils übereinander angeordneten Quarzhüllrohren
zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Läufer der Reinigungsvorrichtung von
einem beliebigen Linearantrieb bewegt werden sollen.
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Neben UV-Reaktoren in Form von meist zylindrischen Druckbehältern, in denen UV-Strahler
zur Desinfektion des durchfließenden Abwassers angeordnet sind, gibt, es offene UV-
Bestrahlungsgerinne, in denen räumliche Gitter von UV-Strahlern (Bänke, Banks) eingesetzt
werden. Den Wasserspiegel hält man konstant. Durch die gleichmäßig über den
Fließquerschnitt verteilten UV-Strahler kann man innerhalb einer Bank eine Zone einheitlicher
Raumbestrahlung im Bestrahlungsgerinne erwarten.
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Fig. 1 zeigt ein Bestrahlungsgerinne mit einer Strahlerkonfiguration, die als Bank bezeichnet
wird. Es sollen in Fig. 1 24 Stück UV-Tauchstrahler zu einer solchen Bank zusammengefaßt
sein. Je sechs übereinanderliegende Tauchstrahler 8, die aus einem UV-Strahler 1 in einem
Quarzhüllrohr 2 mit einem druckwasserdichtem Verschluß 3 mit wasserdichter
Kabelausführung bestehen sollen, bilden einen Modul 4. Seine räumliche Begrenzung ist strichpunktiert
gezeichnet. Nebeneinander eingebaut, füllen alle Module den Fließquerschnitt des Gerinnes
5 mit der Oberkante 6, dem Wasserspiegel 7 und der Wasserfließrichtung 9 voll aus.
Zwischen den so über den Querschnitt verteilten UV-Strahlern liegt eine UV-Bestrahlungszone
mit einer nahezu homogenen Raumbestrahlung. Diese wird im wesentlichen durch die
Strahlereinzelleistung, den Abständen der Strahler voneinander, der
Strömungsgeschwindigkeit und der UV-Transmissionsfähigkeit des zu bestrahlenden Wassers und nicht zuletzt
durch die UV-Durchlässigkeit der Quarzhüllrohre, in denen die UV-Strahler eingebaut sind,
oder mit anderen Worten, durch den Verschmutzungsgrad auf den Oberflächen derselben,
bestimmt.
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Die UV-Strahlerleistung fällt praktisch bei allen Strahlerfabrikaten in einem Jahr um ca. 30
bis 40% zurück, was schon für sich genommen ärgerlich genug ist. Umso mehr wird man
verstehen, wenn man versucht, über einen zumutbaren Zeitraum die Quarzhüllrohre sauber
zu halten, da die sich allmählich aufbauenden Schmutzbeläge auf deren benetzter
Oberfläche einen zusätzlichen Rückgang der Strahlerleistung im Wasser bewirken, speziell beim
Medium Abwasser, das wohl geklärt und meist noch gefiltert ist, wenn es mit UV-Strahlen
desinfiziert werden soll, aber noch die zulässigen Restinhaltsstoffe nach den
Abwasserbestimmungen enthält, die, verglichen mit denen des aufbereiteten Trinkwasser, beträchtlich
sein können und schon nach Wochen einen Belag zu bilden in der Lage sind, der den
Durchgang der bakteriziden UV-Strahlen erheblich behindern kann. Ist die Verschmutzung
der Quarzhüllrohre so weit fortgeschritten, daß die Bestrahlung unter den zulässigen
Grenzwert abfällt, müssen sie ausgebaut werden, um sie beispielsweise durch Eintauchen und
Verweilen in wässerigen Reinigungslösungen, mit beispielsweise mineralsauren Reinigern
mit Komplexbildnern, Threshhold-Inhibitoren, anorganischen und organischen Säuren und
einem nicht ionogenen Tensid, mit der Fähigkeit, mineralische Beläge schnell zu lösen und
Trübungen zu dispergieren, zu reinigen. Diese Chemikalien müssen überdies biologisch
abbaubar sein. Sie benötigen eine Zulassung gemäß 91/155/EU. Sie gelten als Sonderabfälle,
wenn sie in größeren Mengen entsorgt werden müssen. Sie sind ätzend, was die
Anwendung unangenehm und besonders für die Augen gefährlich macht. Der mit dieser
Reinigungsart verbundene Serviceaufwand kann übrigens ganz erheblich werden, wenn man an
Anlagen mit einigen hundert oder mehr UV-Strahler denkt, der im Laufe der
Strahlernutzungsdauer von heute bis zu 10 000 Betriebsstunden durchschnittlich in Abständen von
maximal zwei Monaten fällig wird.
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Um den umständlichen und nicht ungefährlichen chemischen Reinigungsservice zu
vermeiden, der zudem noch außerhalb des Gerinnes statt zu finden hat, hat man eine Reihe von
mechanischen Reinigungsvorrichtungen entwickelt, die im Prinzip alle darin bestehen, daß
man Reinigungsringe oder bürstenartige, die Quarzhüllrohre umfassende Wischelemente
oder auch Buchsen, die zwischen zwei Simmeringen ähnlichen Wischelementen sogar noch
einen Vorrat von Reinigungschemikalien enthalten, auf den Quarzhüllrohren automatisch
hin- und herschiebt, angetrieben von pneumatischen oder hydraulischen Kolbenstangen. Um
die Wischwege und damit die Antriebskolben kurz zu halten, benutzt man auf den
Quarzhüllrohren meist Paare von Reinigungsringen in Abständen nebeneinander und sorgt überdies
für eine kurze Überschneidung der Wischwege der einzelnen Wischringe vor Änderung der
Bewegungsrichtung. Starre kreisrunde Wischringe "schmieren" mehr auf den
Quarzhüllrohren als daß sie wirklich säubern. Hinzukommt, das die Quarzhüllrohrquerschnitte niemals
genau kreisrund ausfallen und oft auch Rillen haben, demzufolge die Wischringe, meist aus
UV-beständigem Teflon hergestellt, nicht an allen Stellen aufliegen und so Schmutz
"durchlassen" oder ihn nur verteilen. Fachleute wissen, daß es bis heute keine wirklich perfekte und
auf befriedigende Weise wirksame Reinigungsvorrichtung für die Quarzhüllrohre gibt. Von
einer dauerhaften und zuverlässigen Sauberhaltung der Quarzhüllrohre über die ganze UV-
Strahlernutzugsdauer kann bei den bekannten Reinigungsvorrichtungen keine Rede sein.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, eine Reinigungsvorrichtung für
Quarzhüllrohre in einer UV-Strahlerbank zu schaffen, die eine bessere mechanische Reinigungswirkung
aufweist als es dem heutigen Stand entspricht, die Quarzhüllrohre über einen deutlich
längeren Zeitraum klarsichtig hält und über eine einfache und betriebssichere Mechanik verfügt.
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Eine wichtige Voraussetzung hierzu ist das richtige Reinigungswerkzeug. Nur eine
Reinigungsbürste von der richtigen Beschaffenheit, verbunden mit der richtigen Bewegungsart auf
der Hüllrohroberfläche kann die Quarzhüllrohre dauerhaft sauber, das heißt unverändert
durchlässig für das bakterizide UV-Licht halten: Geeignete Rundbürsten im erforderlichen
Innendurchmesserbereich von 25 bis 35 mm sind auf dem Markt nicht erhältlich: Eine
geeignete Reinigungsbürste für den vorliegenden Zweck hat der Anmelder bereits unter AZ P 100 52 119.3
(19.10.00) unter der Bezeichnung "Sektorenringbürste zur Klarhaltung und/oder
Reinigung von, zylindrischen Körpern, vorzugsweise von Quarzhüllrohren in UV-
Desinfektionsanlagen, speziell Desinfektionsgerinnen für die Desinfektion von Abwasser"
angemeldet. Wie derartige Reinigungsbürsten beschaffen sein müssen und wie man sie
machen kann, ist dort nachzulesen.
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Tut man nichts für die Reinigung der Quarzhüllrohre, bilden sich, wie vor erwähnt, im Laufe
von Wochen Niederschläge auf den Oberflächen und je nach Anwesenheit von Härtebildnern
im Wasser auch harte Beläge, mit welchen auch gute Reinigungsbürsten später nicht mehr
würden fertig werden. Umgekehrt sind praktisch alle Niederschläge auf den Oberflächen,
seien es eisen- oder manganhaltige Beläge, welche den Durchgang der bakteriziden UV-
Strahlen durch die hohe UV-Absorption der Eisen- bzw. Manganionen bald in einem
besonders hohem Maße beeinträchtigen, oder seien es Kalkniederschläge im Anfangszustand
oder auch organisches Material, anfangs, das heißt noch innerhalb der ersten Woche ihres
Aufbaus, relativ leicht entfernbar. Man kann sie praktisch mit dem Finger wegwischen,
solange sie naß sind. Sorgt man daher dauerhaft oder mit nur kurzen Unterbrechungen von
Anfang an für eine ausreichende, wirklich wirksame mechanische Reinigung der
Oberflächen, dann braucht es keinen besonderen Aufwand mehr, um eine Belagbildung auf Dauer
zu verhindern und schon gar keine Chemikalien in Verbindung mit dem mechanischen
Wischvorgang. Ein Wischkopf mit einer eingebauten und abgedichteten Chemikalienfüllung
sagt nur, daß der mechanische Teil diese Wischwerkzeuges für sich genommen unwirksam
ist. Wichtig ist, daß wirklich geeignete Rundbürsten eingesetzt werden und dieselben in der
richtigen Weise bewegt werden. Sie müssen nicht besonders hart auf der Oberfläche der
Quarzhüllrohre angreifen. Ein nur langsames Hin- und Herschieben auf den Oberflächen der
Quarzhüllrohre reicht nicht aus. Es hat sich gezeigt, daß besonders zwei Bewegungsarten
bei Benutzung geeigneter Bürstenformen zum Ziele führen: Erstens eine nicht zu langsame
"Pilgerschrittbewegung", zum Beispiel fünf Schritte vor - vier Schritte zurück usw." und eine
beliebige Längsbewegung mit zusätzlicher Drehbewegung. Eine ständig umlaufende
Drehbewegung aller Rundbürsten in einer Bank würde zu einer komplizierten und damit zu einer
sehr teuren und nicht mehr betriebssicheren Konstruktion führen. Diese Aufgabe ist praktisch
nicht lösbar. Es genügt auch eine alternierend winkelbegrenzte Drehbewegung zusätzlich zu
einer langsamen Linearbewegung. Eine Reinigungsvorrichtung nach diesem letzteren
Prinzip hat der Anmelder unter AZ P 100 32 645.5 (05.07.00) unter der Bezeichnung
"Reinigungsvorrichtung mit Reinigungsringen zur Reinigung zylindrischer Körper, vorzugsweise fur
die Quarzhüllrohre in UV-Desinfektionsanlagen, speziell in UV-Desinfektionsgerinnen für
Abwasser, die neben einer achsparallelen Längsbewegung über die Außenflächen noch eine
zusätzliche winkelbegrenzte und alternierende Drehbewegung ausführt" angemeldet,
allerdings, und im Gegensatz zu der vorliegenden Erfindung mit eigenen Bewegungsantrieben in
jedem einzelnen Modul.
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Die Lösung der Aufgabe liefert die erfindungsgemäße Reinigungsvorrichtung gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1. Sie wird nachfolgend in zwei Anwendungsbeispielen
beschrieben.
Anwendungsbeispiel 1 nach Fig. 2
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Reinigungsanlage nach dem erfinderischen Gedanken mit Rundbürsten auf den
Quarzhüllrohren, die sich nur in Längsrichtung auf denselben hin- und herbewegen und eine
Pilgerschrittbewegung ausführen sollen.
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Fig. 2a und Fig. 2b zeigen in Seitenansicht und Draufsicht eine Bank, bestehend aus sieben
Modulen 4. In Fig. 2a, der Seitenansicht, sind nur der oberste Tauchstrahler 8o und der
unterste 8u im Modul 4 eingezeichnet. Es sollen in Fig. 2a 5 ein Gerinne mit der Oberkante 6,
dem Wasserspiegel 7 und der Wasserfließrichtung 9 sein. Der einzelne Modul 4 soll mit
Bügeln auf einer hinteren Modultraverse 10 und einer vorderen 11 waagerecht aufgehängt sein
und kann nach oben herausgezogen werden (s. Pfeile). Der Einbau der Tauchstrahler 8 im
Modul kann beispielsweise auf beiden Seiten mittels einer ausreichend versteiften gelaserten
Konfigurationsleiter erfolgen, wie sie der Anmelder unter AZ P 100 47 796.8 unter der
Bezeichung "Konfigurationsleiter für UV-Tauchstrahler" angemeldet hat. Die Anwendung
solcher Konfigurationsleitern anstelle beispielsweise einer Aufhängung der Hüllrohre an
kettenartigen Halterungen erlaubt genaue vertikale und parallele Abstände der Hüllrohre
übereinander, was die konstruktive Ausführung des erfinderischen Gedankens erleichtert. Auf die
Modulkonstruktion oder die Befestigung der Tauchstrahler kommt es hierbei aber nicht an.
Die Reinigung, oder besser die ständige Klarhaltung der Hüllrohroberflächen, soll hier
vorzugsweise mittels Rundbürsten mit einem in Längsrichtung lückenlos überdeckenden
Bürstenbesatz und durch Hin- und Herfahren der Rundbürsten in einer sogenannten
Pilgerschrittbewegung erfolgen, das heißt, in längeren Vorwärts- als Rückwärtsschritten, bis ans
Ende der Laufstrecke, wonach dann eine Umkehr der Laufrichtung vorgenommen werden
soll. Eine Pilgerschrittbewegung kann leicht dadurch erzielt werden, indem man die langsam
laufende Gewindespindel 22 beispielsweise mittels einer speicherprogrammierten Steuerung
(SPS) des Antriebsmotors ungleich lang links- und rechtsherum laufen läßt. Brauchbar ist
beispielsweise eine Spindeldrehzahl von 180 U/min bei einer Gewindeganghöhe von 4 mm.
Der Vorwärtsschritt könnte dabei fünf Sekunden und der Rückwärtsschritt beispielsweise vier
Sekunden dauern, demnach hat der Vorwärtsschritt eine Länge von 60 mm, der
Rückwärtsschritt eine Länge von 48 mm.
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Nach Fig. 2c sollen auf den Quarzhüllrohren Rundbürsten 14 laufen, welche mittels
gabelförmiger Mitnehmer 13 in Längsrichtung verschoben werden. Die Rundbürsten zentrieren
sich in der Vertikalen selbst auf den Quarzhüllrohren 2. Durch die an zwei
gegenüberliegenden Seiten angreifende Längsverschiebekraft der beiden U-förmigen Holme des Mitnehmers
ist ein Verkanten ausgeschlossen. In vertikaler Richtung sind alle Rundbürsten innerhalb der
beiden U-förmigen Schenkel frei geführt. Es kommt allerdings darauf an, daß sich die
Mitnehmer 13 nur sehr wenig oder besser gar nicht durchbiegen oder kippen, wenn sie an den
Quarzhüllrohren entlang geführt werden. Notfalls können ein oder beide Holme des
Mitnehmer 13 mit einer einfachen, kaum Schatten erzeugenden Gitterkonstruktion 39 aus dünnen
Stäben versteift werden. Zur Befestigung und Führung der Mitnehmer 13 soll ein Läufer 15
dienen, mit einer kräftigen Befestigungsrippe 16, an der die beiden sich gegenüber liegenden
U-förmigen Holme des Mitnehmers 15 mit zwei Schrauben 17 angeschraubt sind. Der Läufer
15 soll mit einem Linearkugellager 18 von ausreichender Länge ausgerüstet sein, um sein
Kippspiel gering zu halten. Er soll sich entlang einer Führungsstange 20 bewegen können.
Solche Kugellager-Führungsstangen-Paare sind mit einer knappen Toleranz erhältlich. Ein
unzulässiges Kippen der Mitnehmer 13 in der Zeichenebene, welches die Führung der
Rundbüsten auf den Quarzhüllrohren durchaus beeinträchtigen kann oder reibungsbedingt
zu einer ruckelnden Bewegung der Mitnehmer 13 führt kann, ist bei dieser Anordnung nicht
möglich. Bei einer Vielzahl von Quarzhüllrohren von beispielsweise 10 Hüllrohren
übereinander könnte man den Angriffspunkt der Schleppkraft an den Mitnehmern 13 auch in deren
Mitte verlegen. So lassen sich die zugehörigen Mitnehmer 13 in den einzelnen Modulen und
damit die Rundbürsten auf den Quarzhüllrohren 8 leichter verschieben. Die einzelnen
Module sollen, im Gegensatz zu den bekannten Modulen von UV-Banks, die eine
Reinigungsvorrichtung haben, keinen eigenen Antrieb für die Reinigungsringe erhalten, sondern nur die
Linearführungselemente, die Läufer 15, sozusagen die "Fahrgestelle" für die Mitnehmer und
die Rundbürsten oder was immer man auf der Oberfläche der Quazhüllrohre einsetzt. Die
vom Erfinder schon vorher angemeldete Bürstenbauart (Sektorenbürse mit Innenbesatz . . .)
erlaubt genaue Innendurchmesser mit der richtigen Auflagespannung, um auch in flache
Vertiefungen wie beispielsweise Riefen und konkave Unrundheiten zu kommen.
Hinzukommt, daß die Rundbürsten in Wasser laufen, wo die Reibung stark herabgesetzt ist und
damit kaum Neigung zu einer ruckhaften Bewegung auf den Quarzhüllrohren besteht. Es sei
daran erinnert, daß bei laufender Reinigung im Dauerbetrieb von Anfang an immer nur
schmierige Anfangsverunreinigungen entfernt werden müssen, wozu leichtgängige
Rundbürsten, allerdings mit satter Auflage auf den Quarzflächen, ausreichen. Das Borstenmaterial
muß natürlich UV-beständig sein.
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Nach der Lehre der Erfindung, und hierauf kommt es an, erhalten die nur mit den einfachen
Bürstenführungen ausgerüsteten Module 4 einen gemeinsamen Antrieb für die hin- und
hergehende Bewegung der Rundbürsten oder anderer Reinigungselemente entlang der
Quarzhüllrohre. Hierzu soll sich jeweils ander Oberseite der Läufer 15 eine Nute 19 mit
ausreichendem Spiel befinden, in welche die Schiebestange 27 einrasten soll, die an einer
Mitnehmersupport 26 befestigt sein soll. Der Antrieb der Trapezgewindespindel soll
beispielsweise ein Motor 21 mit einem Winkelschneckengetriebe sein, die über eine Kupplung 23 mit
der Trapezgewindespindel kraftschlüssig verbunden sind, die durch die Mitnehmersupport 26
hindurchgeht und am Ende einen Lagerkopf 24 in einer Lagerkopffixierung 25 hat, die auf
der Lagerkopftraverse 32 unverrückbar einrasten soll. Der Ausbau von einzelnen Modulen,
der beispielsweise bei Ausfall eines UV-Strahlers oder zur Inspektion der Module einfach
und schnell ausführbar sein muß, ist gewährleistet durch die hochklappbare Anordnung des
gesamten Antriebsteiles, das heißt durch 90°-Drehung in Umfangsrichtung 33 um die
Drehachse 30 nach oben. Der Motor 21 wird vorher abgestellt. In dieser hochgeklappten Stellung
des kompletten Antriebsteiles lassen sich alle Module nach oben herausziehen. Siehe
Richtungspfeile 28. Nach dem Wiedereinsetzen des Moduls und nachdem sein Läufer 15 in
dieselbe Stellung wie die der übrigen Läufer geschoben wurde, die alle fluchten und mit der
Stellung der Schiebestange 27 übereinstimmen, wird die Schiebestange 27 wieder in alle
Nuten 19 einrasten, wenn der Antriebsteil wieder heruntergeklappt wird. Danach wird der
Motor eingeschaltet und das Reinigungsspiel fortgesetzt. Die Steuerung des Antriebes ist
sehr einfach und kann mittels in der Fig. 2b angedeuteten Endschaltern 35 und 36
vorgenommen werden, wenn es genügt, die Rundbürsten nur hin- und herzufahren. Eine
Pilgerschrittsteuerung der Bürsten kann beispielsweise mittels einer zusätzlichen SPS (Speicher-
Programmierte Steuerung) realisiert werden. Für eine zusätzliche winkelbeschränkte
Drehbewegung der Bürsten bedarf es allerdings einer mechanischer Nachrüstung entsprechend
Anwendungsbeispiel 2. Wesentlich an dem erfinderischen Gedanken ist, wie das
Ausführungsbeispiel 1 zeigt, daß die einzelnen Module jeweils nur über eine Führungsvorrichtung
der Bürsten, den Läufern 15, verfügen und für die Bewegung dieser Führungsvorrichtung ein
gemeinsamer Antrieb außerhalb der Module vorgesehen sein soll. Bei sehr breiten UV-
Strahlerbänken von angenommen mehr als zehn Modulen nebeneinander ist denkbar, daß
beispielsweise für je fünf Module nebeneinander ein eigener Linearantrieb wie oben
beschrieben vorgesehen wird, um die Schiebestange 27 stabiler zu halten. Die Antriebsleistung
des Motors ist gering. Einmal, weil alle Bewegungsvorgänge relativ langsam ablaufen und
die Bürsten im Wasser bewegt werden.
Anwendungsbeispiel 2 nach Fig. 3
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Reinigungsanlage nach dem erfinderischen Gedanken mit Rundbürsten auf den
Quarzhüllrohren, die sich im Pilgerschrittgang in Längsrichtung auf denselben hin- und herbewegen
und dabei zusätzlich eine winkelbegrenzte Drehbewegung ausführen, wobei beide
Bewegungen durch einen Motor mit Winkelschneckengetriebe und einer Trapezgewindespindel
erzeugt werden sollen.
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Fig. 3 zeigt beispielhaft, wie man die Rundbürsten auf relativ einfacher Weise in zwei
kombinierten Reinigungsbewegungen über die Quarzhüllrohre führen kann, was für die Entfernung
von Schmutzfilmen und haftenden Verunreinigungen wirksamer ist als eine ausschließliche
Längsbewegung über die Quarzhüllrohre. Es ist aber sicherlich so, daß das Überfahren der
Quarzoberflächen im Pilgerschrittgang schon erheblich besser reinigen wird, als wenn man
die Bürsten nur einfach von einem Ende der Quarzhüllrohre zum anderen hin bewegt. Der
Vor- und Rücklauf der Bürsten im Pilgerschrittgang soll nach diesem Anwendungsbeispiel
von ruckartigen winkelbegrenzten Drehbewegungen überlagert sein. Sowohl die
Reinigungsleistung der Rundbürsten als auch deren Selbstreinigung werden bei dieser
kombinierten Bewegungsart erheblich verbessert. Die Selbstreinigung der Rundbürsten, das heißt
das Ausspülen des von der Bürste abgeriebenen Schmutzes aus dem Borstenbereich, kann
zudem noch verbessert werden, wenn der Borstenkranz der Rundbürste borstenfreie
Zwischenräume 64 hat, wie in Fig. 3c doppelt schraffiert dargestellt ist.
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Die Basis für die hier beschriebene Reinigungsvorrichtung ist eine Anordnung nach
Anwendungsbeispiel 1 entsprechend Fig. 2. Diese soll die Liniearbewegung im Pilgerschrittgang
liefern. Die für die überlagerte, zusätzliche winkelbegrenzte Drehbewegung notwendigen
Elemente zeigt Fig. 3, die man sich als den mittleren, hierzu nachgerüsteten Teil der
Anordnung nach Anwendungsbeispiel 1 entsprechend Fig. 2 denken kann.
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Es soll sich herbei um eine UV-Strahlerbank mit drei nebeneinanderliegenden Modulen
handeln, von denen nur jeweils die oberen Tauchstrahler 8o und die untersten 8u gezeichnet
sind. Fig. 3b zeigt die Hauptbewegungselemente von vorne, das heißt in Fließrichtung 9, Fig. 3a
den Schnitt A-A. Fig. 3c und Fig. 3d sind vergrößerte Detailausschnitte.
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Es sollen wiederum 22 die Trapezgewindespindel, 26 der darauf befindliche und von dieser
hin- und herbewegte Mitnehmersupport, 26 die runde Führungsstange im jeweiligen Modul,
15 der darauf geführte Läufer mit seinen Längskugellagern 18 und der Nute 19 zum
Einrasten der Schiebstange 27 sein.
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Es seien wiederum 2 die klarsichtig zu haltenden Quarzhüllrohre, auf denen die Rundbürsten
14 sitzen, 13 die beiden U-förmigen Mitnehmerholme mit den einseitigem Durchbrüchen 65
für die Bürstendrehhebel 52, die am unteren Ende noch eine abgesetzte
Abstandsstiftschraube 40 haben sollen. Dies sind die bereits im Anwendungsbeispiel 1 beschriebenen
Bauelemente für eine hin- und hergehende Bewegung der Läufer 15, angetrieben von einem
Motor mit einem Winkelschneckengetriebe, die wie in Fig. 2 angeordnet sein sollen.
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In Fig. 3c soll 51 der winkelbegrenzte Drehbereich der Rundbürsten 14 sein. Diese
Drehbewegung soll über einen in den Lagerböcken 42 und 43 auf der Schiebestange 27 gelagerten
Wippbügel 41 mit den Rückholfedern 44 und 45, der auf dem Nocken des Nockensupportes
46 aufliegt, erzeugt werden. Der gewindelose Nockensupport 46 mit Gleitsitz auf dem
Gewindespindeldurchmesser übernimmt die Drehbewegung der Trapezgewindespindel 22
durch den Gleitkeit 47, der im Nockensupport eingeschraubt ist und in einer Nute der
Gewindespindel mit Schiebesitz entlang fährt. Der Nockensupport 46 wird von dem
Mitnehmersupport 26, der sich selbst nicht dreht, mitgeschleppt. Dies geschieht mittels zweier
Mitnehmerbacken 48 und 49, die auf der Mitnehmersupport mittels Backenschrauben 50 befestigt sind
und endseitige Rundbünde haben, welche in eine Rundnut im Nockensupport 46 eingreifen.
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Es zeigt sich, daß eine Bewegungsübertragung vom Wippbügel 41 auf die Bürstendrehhebel
52 mit üblichen Mechanikgliedern wie beispielsweise flachen Blechgliedern, mit vielen
kettenartigen Elementen, Drehlagern und Bolzen nicht befriedigend gelingt, weil diese zu viel
Reibung erzeugen und einer genauen Führung und entsprechender Freiheitsgrade
bedürften, allein schon, um nicht zu klemmen. Solche Konstruktionen sind auch zu teuer und
umständlich zu montieren, zumal dann, wenn viele UV-Strahler untereinander angeordnet sind.
Um dem zu entgehen, schlägt der Erfinder ein leichtgängiges und überaus einfaches
Bürstendrehwerk vor, nämlich, eine an die Marionettenführung erinnernde, vertikale
Bewegungsübertragung mittels dünner Hubdrähte 55, welche die mechanischen Unexaktheiten
eines solchen "Getriebes" durch ihre federnde Flexibilität ausgleichen. Es wandert nämlich
der Wippbügel 41 auf dem Nockensupport 46 um den Drehpunkt 66 der Lager 42 und 43 auf
einem Kreisbogen und verschiebt damit den oberen Teil 60 des Hubdrahtes 55 in
Pfeilrichtung 62 hin und her. Diejenigen Teile des Hubdrahtes 55, nämlich jeweils die Stücke 61
zwischen den einzelnen Rundbürsten, erfahren indessen eine hin- und hergehende
Parallelverschiebung in Pfeilrichtung 63 senkrecht zu der genannten Bewegung 62. Das Stück 60
der Hubstange muß sich demnach in zwei verschiedenen Ebenen verbiegen. Diese
räumlichen Auslenkungen sind geringfügig aber immerhin so groß, daß sich, wie bereits erwähnt,
eine normale Übertragungsmechanik, bestehend aus Gliedern und Gelenken schon wegen
des Teileaufwandes, der langwierigen Montage (!) und einer vergleichsweise großen
Reibung verbietet. Im Beispiel wird als Hubdraht eine dünner hochfester Federstahldraht
vorgeschlagen, der beispielsweise einen Durchmesser von 1 mm haben kann und dessen oberem
Auslaufende eine allseitige Wechselverbiegung im Bereich von einigen Millimetern nichts
ausmacht. Er soll jeweils mittels zweiteiliger Schellen 57 mit den Schrauben 58 auf dem
Wippbügel 41 mittels der in der Schelle 57 unten eingeklemmten Einrastfeder 59 am
Wippbügel 41 "eingehängt" sein. Wichtig sind noch reibungsarme, ebenso einfache wie schnell
montierbare und ausreichend bewegliche Verbindungen an den Befestigungspunkten der
Hubdrähte mit den Drehhebeln 52 der Rundbürsten 14. Hierfür werden Kugelperlen 56 aus
Edelstahl vorgeschlagen, die im vorgesehenen Abstand auf dem Hubdraht 55 aufgereiht und
festgelötet sein sollen, in Verbindung mit den gabelförmigen Einrastfedern 53 an den
Bürstendrehhebeln 52 (Fig. 3c) und den oberen Einrastfedern 59 (Fig. 3d) jeweils mit einem
Schlitz 54 (Fig. 3c). Die Montage der Hubdrähte geschieht einfach durch Einschnippen der
Kugelperlen in die Einrastfedern. Sie können auch wieder herausgedrückt werden. Die
Kugelperlen haben in den Einrastfedern nur kurze Linienberührung am Umfang, was nicht viel
Reibung verursacht.
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Eine Reinigungsvorrichtung nach der Lehre der Erfindung hat gegenüber
Reinigungsvorrichtungen nach dem Stand der Technik folgende Vorteile:
- 1. Sie hat eine bessere Reinigungswirkung durch die Anwendungsmöglichkeit von
Rundbürsten, deren Borstenbesatz auch bei geometrischen Unregelmäßigkeiten auf
den Oberflächen der Quarzhüllrohre noch ausreichend anliegt und auch in
Vertiefungen hineinwirkt.
- 2. Die unter 1. Beschriebenen Vorteile führen zu erheblich längeren Betriebsintervallen
als herkömmliche Wischvorrichtungen und sind durchaus in der Lage über die
Nutzungsdauer der Strahler die Quarzhüllrohre klarsichtig zu halten.
- 3. Sie vereinfacht die Einzelmodule einer UV-Strahlerbank: Die einzelnen Module
müssen nur eine Linearführung für die Bürsten haben und keinen eigenen Linearantrieb,
wie beispielsweise einen Pneumatik- oder Hydraulikkolben.
- 4. Alle Reinigungselemente in den nebeneinander angeordneten Modulen können von
einem einzigen Linearantrieb bewegt werden.
- 5. Bei der Verwendung einer Gewindespindel für die Bewegung der
Reinigungselemente, können dieselben in einer Pilgerschrittbewegung auf den Quarzhüllrohren auf-
und abgefahren werden. So wird jede Stelle der Quarzoberfläche in kurzen
Abständen mehrfach hin- und hergeschrubbt und damit bei weitem gründlicher gereinigt als
in den bekannten Anlagen mit Paaren von langsam von einem Ende zum
anderen hin- und herfahrenden Wischringen mit den bekannten Nachteilen.
- 6. Die vergleichsweise wirksamere Pilgerschrittbewegung kann zudem noch auf
einfache Weise mit einer begrenzten Drehbewegung überlagert werden, was sowohl die
mechanische Reinigungswirkung auf den Quarzoberflächen verstärkt als auch die
Selbstreinigung von Rundbürsten verbessert, soweit diese dafür konzipiert sind und
Auswurflücken im Borstenbesatz haben.
- 7. Im Gegensatz zu herkömmlichen Wischvorrichtungen, die mit wenigstens zwei
pneumatisch oder hydraulisch angetriebenen Paaren von Wischelementen auf einem
Quarzhüllrohr arbeiten müssen, um den Antriebszylinder noch innerhalb des Moduls
unterbringen zu können, weil sein Hub so nur die halbe Länge des Quarzhüllrohres
betragen muß, erlaubt es die Vorrichtung nach dem erfinderischen Gedanken, mit
einer Bürste auf jedem Quarzhüllrohr auszukommen. Diese kann zudem aus dem
Bereich der Bogenlänge des UV-Strahlers herausgefahren werden, um beispielsweise in
Reinigungspausen, soweit solche vorgesehen sind, keine Schatten in dem Bereich
entlang der Leuchtlänge der UV-Strahler zu verursachen. Bei Paaren von
Wischelementen auf den Quarzhüllrohren schattet immer wenigstens ein Wischring den UV-
Strahler ab.
- 8. Der unter 7. genannte Vorteil der Verwendung von nur einer Rundbürste auf jeweils
einem Quarzhüllrohr, der es erlaubt, die Rundbürste aus der Leuchtlänge des UV-
Strahlers, das heißt, aus dem Strahlungsbereich des UV-Strahlers herauszufahren,
ermöglicht es, in Pausenzeiten die Rundbürsten abzukühlen, was beim Einsatz von
Mitteldruckstrahlern vorteilhaft sein kann.
- 9. Der gemeinsame Bewegungsantrieb von beispielsweise einer Trapezgewindespindel
mit Motor und Winkelschneckengetriebe einschließlich einer SPS kann mit den
vorhandenen Stromarten wie 230-V-Wechselstrom und 24-V-Gleichstrom betrieben
weden. Beide Stromarten sind an solchen UV-Gerinnen stets vorhanden. Die
Bereitstellung von Kolbenantrieben an jedem Modul, Druckluft oder Druckwasser für
Pneumatik- oder Hydraulikkolben sowie Rohrleitungen, Schläuche oder Armaturen
und die damit verbundenen Störrisiken entfallen.
- 10. Der komplette Linearbewegungsapparat kann hochgeklappt werden. Alle Module sind
damit leicht zugängig und austauschbar.
- 11. Die lange Standzeit der Quarzhüllrohre, ermöglicht durch die Klarhaltung derselben
über einen erheblich längeren Zeitraum als es mit den herkömmlichen Mitteln nach
dem Stand, der Technik möglich ist und die von den Herstellern mit 2-3 Monaten
angegeben wird, verringert den Wartungsaufwand ganz erheblich. Der einfache
Aufbau der Vorrichtung nach dem erfinderischen Gedanken, speziell die unter 10.
genannten Vorteile, ermöglichen die Wartung und Inspektion auf einfache Weise durch
Hilfskräfte, was Kosten einspart.