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Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Aufbereiten von Flüssigkeiten, insbesondere von Trinkwasser, mit einem Flüssigkeitseinlass und zumindest einem Flüssigkeitsauslass und einem Entkeimungsgerät zum Entkeimen einer Flüssigkeit, wobei das Entkeimungsgerät fluidleitend mit dem Flüssigkeitseinlass und dem zumindest einen Flüssigkeitsauslass verbunden ist.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Gebäude, insbesondere für die Tierhaltung, mit einer Anlage zum Aufbereiten von Flüssigkeiten.
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Anlagen zum Aufbereiten von Flüssigkeiten kommen beispielsweise zum Einsatz, um kontinuierlich keimfreies oder zumindest keimarmes Trinkwasser bereitstellen zu können. Insbesondere in der Tierhaltung besteht ein hoher Bedarf an gesundheitsverträglichem Trinkwasser, welches den Tieren, wie beispielsweise Schweinen oder Rindern, in entsprechenden Tierställen bereitgestellt werden kann.
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Derartige Tierställe verfügen üblicherweise über einen Zugang zu einer Trinkwasserversorgung. Das Trinkwasser wird in bekannten Anlagen von der Trinkwasserversorgung durch ein Leitungssystem zu einer oder mehreren Entnahmestellen innerhalb des Tierstalls gefördert, an welchen die Tiere das Trinkwasser aufnehmen können.
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Bekannte Anlagen zur Aufbereitung von Flüssigkeiten weisen zwischen einem Flüssigkeitseinlass und zumindest einem Flüssigkeitsauslass ein Entkeimungsgerät zum Entkeimen der Flüssigkeit auf, wobei das Entkeimungsgerät fluidleitend mit dem Flüssigkeitseinlass und dem zumindest einen Flüssigkeitsauslass verbunden ist. Bei den bekannten Anlagen zur Aufbereitung von Flüssigkeiten bildet sich nur dann eine Flüssigkeitsströmung innerhalb der Anlage aus, wenn Flüssigkeit aus dem zumindest einen Flüssigkeitsauslass aus der Anlage entnommen wird.
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Aufgrund verschiedener Umstände, beispielsweise des Biorhythmus der in den jeweiligen Tierställen befindlichen Tiere oder der vordefinierten Fütterungszeiten, wird in der Praxis oftmals über einen längeren Zeitraum keine Flüssigkeit aus der Anlage entnommen, so dass die in der Anlage befindliche Flüssigkeit nicht gefördert wird und somit still steht.
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Es hat sich gezeigt, dass bei ausbleibender Flüssigkeitsströmung innerhalb der Anlage eine Keimbildung stattfindet, welche zu einer nachträglichen Verunreinigung der Flüssigkeit innerhalb der Anlage führt. Dies kann beispielsweise auf Korrosionsrückstände an Leitungsbewandungen zurückgeführt werden. Es hat sich gezeigt, dass sich die Keimmenge bei ausbleibender Strömung innerhalb von kurzer Zeit, bei einigen Keimarten innerhalb von 10 bis 12 Minuten, verdoppeln kann. Dies bedeutet, dass es trotz einer geringen Keimmenge innerhalb der aufzubereitenden Flüssigkeit bereits nach kurzer Zeit zu einer erheblichen Verunreinigung der Flüssigkeit kommen kann, wenn eine Flüssigkeitsströmung innerhalb der Anlage ausbleibt.
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Dies hat zur Folge, dass die aus der Anlage entnommene Flüssigkeit – trotz Aufbereitung der Flüssigkeit mittels eines Entkeimungsgeräts – verunreinigt sein kann, wenn sich innerhalb der Anlage über einen längeren Zeitraum keine Strömung ausgebildet hat.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es folglich, eine Lösung bereitzustellen, welche eine verbesserte Aufbereitung von Flüssigkeiten, insbesondere von Trinkwasser, erlaubt.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird in einem ersten Aspekt durch eine Anlage zum Aufbereiten von Flüssigkeiten der eingangs genannten Art gelöst, wobei die Anlage einen Flüssigkeitskreislauf aufweist, in welchem das Entkeimungsgerät angeordnet ist.
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Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, dass durch einen Flüssigkeitskreislauf eine kontinuierliche Strömung innerhalb der Anlage herbeigeführt wird und somit eine nachträgliche Verunreinigung durch ein Ausbleiben der Strömung innerhalb der Anlage vermieden wird.
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Die Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Anlage zum Aufbereiten von Flüssigkeiten der eingangs genannten Art, welche eine Pumpe aufweist, wobei die Pumpe dazu eingerichtet ist, Flüssigkeit innerhalb der Anlage zu fördern.
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Die erfindungsgemäße Anlage wird ferner dadurch vorteilhaft weitergebildet, dass die Pumpe innerhalb des Flüssigkeitskreislaufs angeordnet ist. Vorzugsweise ist die Pumpe hinsichtlich ihrer Fördereigenschaften, wie beispielsweise dem Volumen- oder Massenstrom, einstellbar. Durch eine derartige Pumpe kann die Zirkulation der Flüssigkeit innerhalb des Flüssigkeitskreislaufs gesteuert werden. Auf diese Weise kann also eine Anpassung der Flüssigkeitsströmung erfolgen, welche auf die Größe der Anlage oder die verwendeten Komponenten abgestimmt ist. Beispielsweise weist das Entkeimungsgerät eine maximal-zulässige Strömungsgeschwindigkeit oder einen maximal-zulässigen Volumen- oder Massenstrom auf, um einen gewissen Entkeimungsgrad gewährleisten zu können. Beispielsweise kann die Strömung somit mittels der Pumpe an die Eigenschaften des Entkeimungsgeräts angepasst werden.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage ist der Flüssigkeitseinlass außerhalb des Flüssigkeitskreislaufs angeordnet. Dies erlaubt eine Erweiterung der Anlage um zusätzliche Komponenten, beispielsweise um eine Direktversorgungsleitung, über welche dem zumindest einen Flüssigkeitsauslass auch bei einer Funktionsstörung des Flüssigkeitskreislaufs Flüssigkeit bereitgestellt werden kann.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anlage weist der Flüssigkeitskreislauf eine Mischeinrichtung auf, welche fluidleitend mit dem Flüssigkeitseinlass verbunden ist. In der Mischeinrichtung wird folglich bereits aufbereitete Flüssigkeit, welche innerhalb des Flüssigkeitskreislaufs zirkuliert, mit noch aufzubereitender Flüssigkeit, welche durch den Flüssigkeitseinlass der Anlage zugeführt wird, gemischt. Findet ein Zulauf noch aufzubereitender Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitseinlass statt, steigt der Verunreinigungsgrad der Flüssigkeit, welche sich innerhalb des Flüssigkeitskreislaufs befindet, an. Aufgrund der kontinuierlichen Zirkulation der Flüssigkeit innerhalb des Flüssigkeitskreislaufs kommt es jedoch nach der Vermischung von aufbereiteter und noch aufzubereitender Flüssigkeit wieder zu einer Absenkung des Verunreinigungsgrades, da mittels des Entkeimungsgeräts eine kontinuierliche Entkeimung der Flüssigkeit stattfindet.
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Die erfindungsgemäße Anlage wird ferner dadurch vorteilhaft weitergebildet, dass die Mischeinrichtung einen Mischbehälter umfasst, welcher zwei Behältereinlässe und einen Behälterauslass aufweist. Ein Behältereinlass und der Behälterauslass sind fluidleitend mit dem Flüssigkeitskreislauf verbunden und erlauben somit eine kontinuierliche Zirkulation der Flüssigkeit innerhalb des Flüssigkeitskreislaufs. Ein Behältereinlass ist fluidleitend mit dem Flüssigkeitseinlass der Anlage verbunden und erlaubt somit den Zulauf noch aufzubereitender Flüssigkeit in den Flüssigkeitskreislauf.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage ist zwischen dem Flüssigkeitseinlass der Anlage und der Mischeinrichtung ein Zulaufventil angeordnet. Das Zulaufventil ist vorzugsweise dazu eingerichtet, den Zulauf der Flüssigkeit in die Mischeinrichtung in Abhängigkeit eines herrschenden Druckniveaus und/oder in Abhängigkeit des Füllstandes des Mischbehälters der Mischeinrichtung zu steuern. Vorzugsweise ist innerhalb des Mischbehälters ein Schwimmer angeordnet, welcher mit dem Zulaufventil gekoppelt ist. Mittels des Schwimmers kann der Füllstand des Behälters ermittelt werden, so dass auf Grundlage des Füllstandes des Behälters das Zulaufventil gesteuert werden kann. Vorzugsweise umfasst die Steuerung des Zulaufventils das Öffnen, Schließen und das Einstellen des Zulaufventils hinsichtlich der maximal möglichen Durchflussrate durch das Zulaufventil. Die Kopplung zwischen dem Schwimmer und dem Zulaufventil ist vorzugsweise mechanisch und/oder elektrisch ausgebildet.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage ist innerhalb des Flüssigkeitskreislaufs eine zweite Pumpe angeordnet. Vorzugsweise ist die zweite Pumpe zwischen der Mischeinrichtung und dem Entkeimungsgerät angeordnet. Durch die zweite Pumpe wird einerseits das Risiko eines Funktionsausfalls der Anlage verringert und andererseits eine weitere Möglichkeit geschaffen, die Strömungseigenschaften der zirkulierenden Flüssigkeit innerhalb des Flüssigkeitskreislaufs einzustellen.
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Die erfindungsgemäße Anlage wird ferner dadurch vorteilhaft weitergebildet, dass das Entkeimungsgerät eine Selbstreinigungseinrichtung umfasst. Durch die Selbstreinigungseinrichtung wird der Wartungsaufwand erheblich verringert, da die Entsorgung von Reinigungsrückständen oder das Austauschen von verunreinigten Reinigungskomponenten, wie beispielsweise Filtern, entfällt. Die Anlage kann somit wirtschaftlicher betrieben werden und eine Beschädigung der Anlage durch unsachgemäße oder nicht-durchgeführte Wartungsarbeiten wird vermieden.
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Ferner ist eine erfindungsgemäße Anlage bevorzugt, bei welcher das Entkeimungsgerät einen oder mehrere Strahlungserzeuger aufweist, welche dazu eingerichtet sind, die Flüssigkeit mit ultravioletter Strahlung zu bestrahlen. Durch den Strahlungseintrag in die aufzubereitende Flüssigkeit kommt es zur Keimabtötung und somit zu einer Verringerung der Flüssigkeitsverunreinigung.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage ist der eine oder sind die mehreren Strahlungserzeuger dazu eingerichtet, eine ultraviolette Strahlung mit einer Wellenlänge im Bereich von 156 bis 300 nm zu erzeugen. Dieser Wellenlängenbereich ist besonders geeignet um Mikroorganismen zu schädigen oder abzutöten. Besonders bevorzugt ist eine Anlage, bei welcher der eine oder die mehreren Strahlungserzeuger dazu eingerichtet sind, eine ultraviolette Strahlung mit einer Wellenlänge von 253,7 nm zu erzeugen.
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Die erfindungsgemäße Anlage wird ferner dadurch vorteilhaft weitergebildet, dass der zumindest eine Flüssigkeitsauslass innerhalb des Flüssigkeitskreislaufs angeordnet ist. Durch die Anordnung des zumindest einen Flüssigkeitsauslasses innerhalb des Flüssigkeitskreislaufs wird die Flüssigkeit, welche aus dem zumindest einen Flüssigkeitsauslass aus der Anlage abgeführt wird, direkt aus der kontinuierlich zirkulierenden Flüssigkeit entnommen. Auf diese Weise weist die aus dem zumindest einen Flüssigkeitsauslass austretende Flüssigkeit mit hoher Sicherheit einen hohen Entkeimungsgrad auf.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage ist vor dem zumindest einen Flüssigkeitsauslass ein Druckregler angeordnet. Alternativ oder zusätzlich ist hinter dem zumindest einen Flüssigkeitsauslass ein Druckregler angeordnet. Durch das Anordnen von Druckreglern vor und hinter dem zumindest einen Flüssigkeitsauslass kann das Druckniveau der durch den zumindest einen Flüssigkeitsauslass austretenden Flüssigkeit weitestgehend unabhängig von den Druckzuständen in den übrigen Abschnitten der Anlage gesteuert werden. Der zumindest eine Flüssigkeitsauslass ist vorzugsweise mit ein oder mehreren Flüssigkeitsentnahmeeinrichtungen verbunden, welche auf die mit Flüssigkeit zu versorgende Tierart angepasst sind. Durch die Druckregler vor und hinter dem zumindest einen Flüssigkeitsauslass kann die Anlage somit an verschiedene Flüssigkeitsentnahmeeinrichtungen für verschiedene Tierarten angepasst werden. Vorzugsweise weist die Anlage im Bereich des zumindest einen Flüssigkeitsauslasses eine Druckanzeige, insbesondere eine Unterdruckanzeige auf, welche dazu eingerichtet ist, das momentan herrschende Druckniveau im Bereich des zumindest einen Flüssigkeitsauslasses optisch anzuzeigen. Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage weist mehrere in Reihe angeordnete Flüssigkeitsauslässe auf. Insbesondere bei der Verwendung der Anlage in großen Tierställen, in welchen einer Vielzahl von Tieren Flüssigkeit bereitgestellt werden muss, besteht die Notwendigkeit von mehreren Flüssigkeitsauslässen, welche an verschiedenen Positionen des Tierstalls angeordnet sind.
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Die erfindungsgemäße Anlage wird ferner dadurch vorteilhaft weitergebildet, dass innerhalb des Flüssigkeitskreislaufs ein Durchflussmesser angeordnet ist. Der Durchflussmesser dient zur Funktionsprüfung der Anlage und ist vorzugsweise dazu eingerichtet, den Volumenstrom oder den Massenstrom der innerhalb des Flüssigkeitskreislaufs zirkulierenden Flüssigkeit optisch anzuzeigen.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner durch ein Gebäude, insbesondere für die Tierhaltung, gelöst, wobei das Gebäude eine Anlage zum Aufbereiten von Flüssigkeiten, insbesondere von Trinkwasser, aufweist, welche gemäß einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet ist.
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Hinsichtlich der Vorteile des erfindungsgemäßen Gebäudes wird auf die Vorteile der erfindungsgemäßen Anlage verwiesen.
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Mittels der mäßen Anlage zum Aufbereiten von Flüssigkeiten, insbesondere von Trinkwasser, ist ein Verfahren zum Aufbereiten von Flüssigkeiten, insbesondere von Trinkwasser, ausführbar. Das Verfahren umfasst den Schritt des Entkeimens einer Flüssigkeit, vorzugsweise mittels eines Entkeimungsgeräts, wobei das Entkeimen der Flüssigkeit innerhalb eines Flüssigkeitskreislaufs erfolgt.
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Hinsichtlich der Vorteile des Verfahrens wird auf die Vorteile der erfindungsgemäßen Anlage verwiesen.
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Eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens umfasst den Schritt:
- – Fördern der Flüssigkeit mittels einer Pumpe.
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Vorzugsweise ist die Pumpe innerhalb des Flüssigkeitskreislaufs angeordnet.
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Vorzugsweise ist das Entkeimungsgerät fluidleitend mit einem Flüssigkeitseinlass und zumindest einem Flüssigkeitsauslass verbunden, wobei der Flüssigkeitseinlass außerhalb des Flüssigkeitskreislaufs angeordnet ist.
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Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens umfasst den Schritt:
- – Mischen von entkeimter Flüssigkeit und nicht entkeimter Flüssigkeit in einer Mischeinrichtung innerhalb des Flüssigkeitskreislaufs.
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Vorzugsweise umfasst die Mischeinrichtung einen Mischbehälter, welcher zwei Behältereinlässe und einen Behälterauslass aufweist, wobei ein Behältereinlass und der Behälterauslass fluidleitend mit dem Flüssigkeitskreislauf verbunden sind und ein Behältereinlass fluidleitend mit dem Flüssigkeitseinlass der Anlage verbunden ist.
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Das Verfahren wird ferner durch den folgenden Schritt weitergebildet:
- – Steuern des Zulaufs von nicht-entkeimter Flüssigkeit in die Mischeinrichtung, vorzugsweise in Abhängigkeit des Füllstandes des Mischbehälters der Mischeinrichtung.
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Vorzugsweise ist innerhalb des Flüssigkeitskreislaufs zwischen der Mischeinrichtung und dem Entkeimungsgerät eine zweite Pumpe angeordnet. Vorzugsweise umfasst das Entkeimungsgerät eine Selbstreinigungseinrichtung und/oder weist einen oder mehrere Strahlungserzeuger auf, welche dazu eingerichtet sind, die Flüssigkeit mit ultravioletter Strahlung zu bestrahlen.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens umfasst der Schritt des Entkeimens einer Flüssigkeit den folgenden Schritt:
- – Bestrahlen der Flüssigkeit mit einer ultravioletten Strahlung, vorzugsweise mit ultravioletter Strahlung mit einer Wellenlänge im Bereich von 156 bis 300 nm.
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Vorzugsweise ist der zumindest eine Flüssigkeitsauslass innerhalb des Flüssigkeitskreislaufs angeordnet und vor dem zumindest einen Flüssigkeitsauslass ist ein Druckregler und/oder hinter dem zumindest einen Flüssigkeitsauslass ist ein Druckregler angeordnet.
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Das Verfahren wird ferner durch den folgenden Schritt weitergebildet:
- – Messen des Durchflusses innerhalb des Flüssigkeitskreislaufs.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen sowie anhand der folgenden Figuren. Im Einzelnen zeigen:
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1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anlage in einer schematischen Darstellung; und
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2 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anlage in einer schematischen Darstellung.
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Die Anlage 1 gemäß 1 wird zum Aufbereiten von Flüssigkeiten, nämlich von Trinkwasser, verwendet. Die Anlage 1 weist einen Flüssigkeitseinlass 3 auf, durch welchen noch aufzubereitendes Trinkwasser in die Anlage eingeleitet wird. Das eingeleitete, noch aufzubereitende Trinkwasser wird über ein Zulaufventil 21 in einen Mischbehälter 15 einer Mischeinrichtung 13 geleitet. Die Mischeinrichtung 13 ist Teil eines Flüssigkeitskreislaufs 9, in welchem Trinkwasser kontinuierlich zirkuliert.
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Der Mischbehälter 15 der Mischeinrichtung 13 weist demnach zwei Behältereinlässe 17a, 17b und einen Behälterauslass 19 auf, wobei der Behältereinlass 17a fluidleitend mit dem Flüssigkeitseinlass 3 verbunden ist und der Behältereinlass 17b und der Behälterauslass 19 fluidleitend mit dem übrigen Flüssigkeitskreislauf 9.
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Der Flüssigkeitskreislauf 9 weist ferner zwei Pumpen 11, ein Entkeimungsgerät 7 und vier Flüssigkeitsauslässe 5a–5d auf.
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Das Entkeimungsgerät 7 ist zum Entkeimen des verunreinigten Trinkwassers ausgebildet und über die Mischeinrichtung 13 fluidleitend mit dem Flüssigkeitseinlass 3 verbunden. Das Entkeimungsgerät 7 umfasst eine Selbstreinigungseinrichtung und weist mehrere Strahlungserzeuger 25a–25c auf, welche dazu eingerichtet sind, das Trinkwasser mit ultravioletter Strahlung zu bestrahlen. Die drei Strahlungserzeuger 25a–25c sind dazu eingerichtet, eine ultraviolette Strahlung mit einer Wellenlänge im Bereich von 156 bis 300 nm zu erzeugen.
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Die Pumpen 11 sind dazu eingerichtet, das Trinkwasser innerhalb des Flüssigkeitskreislaufs 9 zu fördern, sodass eine kontinuierliche Zirkulation des Trinkwassers innerhalb des Flüssigkeitskreislaufs 9 herbeigeführt wird.
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Der Flüssigkeitskreislauf 9 umfasst ferner zwei weitere Ventile 23, welche zum Einstellen des Druckniveaus und der innerhalb des Flüssigkeitskreislaufs 9 ausgebildeten Strömung dienen.
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Vor den vier Flüssigkeitsauslässen 5a–5d und hinter den vier Flüssigkeitsauslässen 5a–5d ist jeweils ein Druckregler 27a, 27b angeordnet, mittels welchen ein geeignetes Druckniveau im Bereich der Flüssigkeitsauslässe 5a–5d einstellbar ist.
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Zur Funktionsüberwachung der Anlage 1 ist innerhalb des Flüssigkeitskreislaufs 9 ein Durchflussmesser 29 angeordnet.
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Der Flüssigkeitseinlass 3 ist außerhalb des Flüssigkeitskreislaufs 9 angeordnet, wobei zwischen dem Flüssigkeitseinlass 3 und der Mischeinrichtung 13 ein Zulaufventil 21 angeordnet ist. Das Zulaufventil 21 weist einen Schwimmer 35 auf, welcher mechanisch mit dem Zulaufventil 21 gekoppelt ist. Mittels des Schwimmers 35 kann der Füllstand des Mischbehälters 15 der Mischeinrichtung 13 überwacht und das Zulaufventil 21 in Abhängigkeit des Füllstands des Mischbehälters 15 gesteuert werden.
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Das in 2 gezeigte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anlage 1 weist ebenfalls einen Flüssigkeitskreislauf 9 auf, in welchem eine Mischeinrichtung 13, ein Entkeimungsgerät 7, insgesamt fünf Flüssigkeitsauslässe 5a–5e und zwei Pumpen 11 angeordnet sind. Ferner sind innerhalb des Flüssigkeitskreislaufs 9 zusätzlich zwei Ventile 23, ein Durchflussmesser 29 sowie zwei Druckregler 27a, 27b angeordnet, wobei der Druckregler 27a vor den Flüssigkeitsauslässen 5a–5e und der Druckregler 27b hinter den Flüssigkeitsauslässen 5a–5e angeordnet ist. Ferner weist der Flüssigkeitskreislauf 9 eine Druckanzeige 33 im Bereich der Flüssigkeitsauslässe 5a–5e auf.
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Der Flüssigkeitseinlass 3 ist einerseits über das Zulaufventil 21 mit dem Mischbehälter 15 der Mischeinrichtung 13 und andererseits über eine Direktleitung 31 mit den fünf Flüssigkeitsauslässen 5a–5e verbunden. Im Falle eines Ausfalls des Flüssigkeitskreislaufs 9 können die Flüssigkeitsauslässe 5a–5e somit über die Direktleitung 31 direkt mit Flüssigkeit, beispielsweise mit Trinkwasser, versorgt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Anlage zum Aufbereiten von Flüssigkeiten
- 3
- Flüssigkeitseinlass
- 5a–5e
- Flüssigkeitsauslässe
- 7
- Entkeimungsgerät
- 9
- Flüssigkeitskreislauf
- 11
- Pumpen
- 13
- Mischeinrichtung
- 15
- Mischbehälter
- 17a, 17b
- Behältereinlässe
- 19
- Behälterauslass
- 21
- Zulaufventil
- 23
- weitere Ventile
- 25a–25c
- Strahlungserzeuger
- 27a, 27b
- Druckregler
- 29
- Durchflussmesser
- 31
- Direktleitung
- 33
- Druckanzeige
- 35
- Schwimmer
