DE2258393B1

DE2258393B1 - Process and device for the irradiation of liquids and similar media with high-energy electrons

Info

Publication number: DE2258393B1
Application number: DE2258393A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Offermann Bern Peter
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1972-11-29
Filing date: 1972-11-29
Publication date: 1973-10-11
Also published as: DE2258393C2; ATA966873A; AT337661B; CH571264A5; FR2213563A1; FR2213563B1; GB1448131A; US3891855A

Description

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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- Bestrahlungseinrichtungen darin, daß die Einrichtunlöst, daß sich der Hohlkörper in einem Kasten be- gen verhältnismäßig leicht abzuschirmen sind. Auch findet, der als Sammelbehälter für das zu bestrahlende liegt eine einfache und sichere Produktführung vor. Produkt dient und daß mechanische Mittel vorge- Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß ein hoher sehen sind, welche ein Fließen des zu bestrahlenden 5 Materialdurchsatz möglich ist. Durch die Verwendung Produkts aus dem Kasten über die Innen- bzw. einer Bestrahlungseinrichtung mit kreisringförmigem Außenwände des Hohlkörpers bewirken und das be- Elektronenaustrittsfenster kann bei etwa gleichem strahlte Produkt wieder in den Kasten oder in einen Raumbedarf eine etwa dreimal so große Elektronenzusätzlichen Behälter überführen und daß eine inner- Strahlaustrittsleistung wie bei der Verwendung einer halb oder außerhalb des Hohlkörpers angeordnete io Bestrahlungseinrichtung mit rechteckigem oder linien-Bestrahlungseinrichtung das Produkt während des förmigem Austrittsfenster erreicht werden.
Fließens an den Wänden des Hohlkörpers bestrahlt. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nachAccording to the invention, the object is achieved by irradiation devices in that the device solves the problem that the hollow body in a box is relatively easy to shield. Also finds that as a collecting container for the to be irradiated there is a simple and safe product management. The product is used and that mechanical means are provided. Another advantage is the fact that a higher flow rate of the material throughput to be irradiated is possible. By using product from the box over the inner or an irradiation device with circular outer walls of the hollow body and the electron exit window can transfer an additional electron container about three times as large into the box or into a space requirement with about the same radiated product and that an inner beam exit power as when using an irradiation device arranged halfway or outside the hollow body with a rectangular or linear irradiation device, the product can be achieved during the shaped exit window.
Flow irradiated on the walls of the hollow body. In the drawing is an embodiment according to

Zur Durchführung der obengenannten Verfah- der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt
rensschritte wird eine Einrichtung vorgeschlagen, die Fig. 1 eine in einem Kasten fest angeordnete erfindungsgemäß derart ausgebildet ist, daß als Hohl- 15 trichterförmige Einrichtung zur Durchführung des körper ein in einem Kasten angeordneter Trichter Verfahrens, die eine Bestrahlungseinrichtung mit dient, dessen Wandung niedriger als die Wände des kreisringförmigem Elektronenaustrittsfenster aufKastens ist, daß die Trichterspitze eine Austritts- weist,To carry out the above-mentioned method of the invention shown, namely shows
A device is proposed which is fixed in a box according to the invention in such a way that as a hollow 15 funnel-shaped device for carrying out the body a funnel method which is arranged in a box and which serves an irradiation device, the wall of which is lower than the walls of the circular electron exit window is on the box so that the funnel tip has an exit,

Öffnung aufweist und mit einem Abflußrohr mecha- F i g. 2 eine in einem Kasten drehbeweglich annisch fest verbunden ist, welches durch die Boden- 20 geordnete trichterförmige Einrichtung zur Durchfühplatte des Kastens flüssigkeitsdicht geführt ist, daß rung des Verfahrens, die ebenfalls eine Bestrahlungsder Kasten über eine Rohrleitung und eine Pumpe einrichtung mit kreisringförmigem Elektronenausmit einem das zu bestrahlende Produkt enthaltenden trittsfenster aufweist, undHas opening and with a drain pipe mecha- F i g. 2 annisch rotatable in a box is firmly connected, which through the bottom 20 ordered funnel-shaped device to the feed-through plate of the box is made liquid-tight that tion of the process, which is also an irradiation Box via a pipeline and a pump device with a circular electron output has a step window containing the product to be irradiated, and

Vorratsbehälter verbunden ist und daß die Pumpe F i g. 3 den drehbaren Trichter der in F i g. 2 dargerade eine so große Menge des Produkts in den 25 gestellten Einrichtung mit einer Bestrahlungseinrich-Kasten hineinpumpt, daß das Produkt in einem fort- tung, die ein rechteckiges oder linienförmiges Eleklaufenden, gleichmäßigen Strom an der bzw. den tronenaustrittsfenster aufweist.
Innenseiten der Trichterwandung herunterläuft. In F i g. 1 ist ein trichterförmiger Hohlkörper 1 inReservoir is connected and that the pump F i g. 3 the rotatable funnel of the in F i g. 2 just pumps such a large amount of the product into the device provided with an irradiation device box that the product in a continuation, which has a rectangular or linear electrode, has an even flow at the electron exit window (s).
Runs down the inner sides of the funnel wall. In Fig. 1 is a funnel-shaped hollow body 1 in

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird einem Kasten 2 mechanisch fest angeordnet. Die vorgeschlagen, daß ein um seine vertikale Achse 30 Trichterspitze des Hohlkörpers weist eine Öffnung drehbar gelagerter und in einem Kasten angeordneter auf und ist mit einem Abflußrohr 3 mechanisch fest Hohlkörper vorgesehen ist, dessen Wandung niedriger verbunden, das durch den Boden 4 des Kastens 2 als die Seitenwände des Kastens ist, daß der Kasten flüssigkeitsdicht geführt ist. In den unteren Bereich mit einem Abflußrohr und der Hohlkörper in seinem des Kastens 2 mündet ein Rohr 5, das über eine unteren Bereich mit einem durch die Bodenplatte des 35 Pumpe 6 mit einem zeichnerisch nicht dargestellten Kastens flüssigkeitsdicht geführtes Zuleitungsrohr ver- Vorratsbehälter für das zu bestrahlende Produkt 7 bunden ist und daß dem Hohlkörper über das Zu- verbunden ist. Als Produkt 7 können Flüssigkeiten, leitungsrohr das zu bestrahlende Produkt zuführbar ist, Granulate, pulverförmige Substanzen und mehr oder welches infolge der Zentrifugalkräfte des sich drehen- weniger hochviskose, noch fließfähige Medien vorden Hohlkörpers an der Hohlkörperinnenwandung 40 gesehen sein. Mit Hilfe der Pumpe 6 wird der Flüsherauffließt und über den obersten Rand des Hohl- sigkeitsstand in dem Kasten 2 auf einem konstanten körpers in den Kasten eintritt. Bei dieser Einrichtung Niveau gehalten, und zwar pumpt die Pumpe 6 gerade ist es zweckmäßig, den Kasten durch einen Deckel eine so große Menge des Produkts 7 aus dem Vorabzudecken. Als drehbarer Hohlkörper kann ein ratsbehälter in den Kasten 2, daß das Produkt 7 in trichterförmiger oder hohlzylindrischer Körper vor- 45 einem fortlaufenden, gleichmäßigen Strom an der gesehen sein. Innenseite 8 des Trichters 1 herunterläuft. Um einenIn a further embodiment of the invention, a box 2 is arranged in a mechanically fixed manner. the proposed that a funnel tip of the hollow body about its vertical axis 30 has an opening rotatably mounted and arranged in a box and is mechanically fixed with a drain pipe 3 Hollow body is provided, the wall of which is connected lower, which is passed through the bottom 4 of the box 2 than the side walls of the box is that the box is guided in a liquid-tight manner. In the lower area with a drain pipe and the hollow body in his of the box 2 opens a pipe 5, which has a lower area with a through the bottom plate of the pump 6 with a not shown in the drawing The supply pipe, which is guided in a liquid-tight manner, provides a storage container for the product to be irradiated 7 is bound and that the hollow body is connected via the Zu-. As product 7 liquids, conduit pipe the product to be irradiated can be supplied, granulates, powdery substances and more or which as a result of the centrifugal forces of the rotating - less highly viscous, still flowable media Hollow body be seen on the hollow body inner wall 40. With the help of the pump 6 the liquid is flowing up and over the uppermost edge of the hollowness level in the box 2 at a constant body enters the box. In this device maintained level, namely the pump 6 is currently pumping it is expedient to cover the box with such a large amount of the product 7 from the preliminary cover by means of a lid. As a rotatable hollow body, a storage container in the box 2 that the product 7 in funnel-shaped or hollow cylindrical body in front of a continuous, uniform flow on the be seen. Inside 8 of the funnel 1 runs down. To one

Ein weiterer Vorschlag der Erfindung geht dahin, kontinuierlichen Abfluß des Produkts 7 aus dem daß der Hohlkörper als doppelwandiger Trichter Trichter 1 zu gewährleisten, ist in dem Abflußrohr 3 oder Zylinder ausgeführt und in einem Kasten fest eine weitere Pumpe 9 vorgesehen. Das Abflußrohr 3 angeordnet ist, daß der Kasten ein Abflußrohr auf- 50 kann entweder zu dem als Sammelbehälter dienenden weist und daß eine Pumpe das zu bestrahlende Pro- Kasten 2 oder zu einem zusätzlichen Behälter führen, dukt über eine Rohrleitung in den von den beiden Das Produkt 7 wird mit Hilfe einer Bestrahlungs-Wänden des Trichters oder Zylinders gebildeten einrichtung 10 bestrahlt, während es an der Innen-Hohlraum von oben nach unten oder umgekehrt hin- seite 8 des Trichters 1 herunterläuft. Als Bestraheinpumpt. 55 lungseinrichtung 10 kann ein ElektronenablenkhomAnother proposal of the invention is continuous outflow of the product 7 from the that the hollow body is to be ensured as a double-walled funnel funnel 1 is in the drain pipe 3 or cylinder and a further pump 9 is permanently provided in a box. The drain pipe 3 it is arranged that the box has a drainpipe on either 50 which is used as a collecting container and that a pump leads the Pro-Box 2 to be irradiated or to an additional container, duct via a pipeline in the of the two The product 7 is with the help of an irradiation walls The funnel or cylinder formed device 10 is irradiated while it is at the inner cavity runs down from top to bottom or vice versa on the side 8 of the funnel 1. Pumped as a spray. 55 processing device 10 can be an electron deflection device

Auch kann erfindungsgemäß ein mit seiner Spitze verwendet werden, das für hohe Elektronenstrahlnach oben in einem Kasten angeordneter Trichter Ieistungen geeignet ist. Das Elektronenablenkhom vorgesehen sein, bei dem das zu bestrahlende Gut von weist einen Elektronenbeschleuniger 11 mit Elektrounten nach oben in die Trichterspitze pumpbar ist, nenquelle und ein Elektronenablenksystem 12 auf, durch die Trichteröffnung austritt und während des 60 das die Elektronen durch sich überlagernde magneti-Herunterlaufens an der Trichteraußenwandung mit sehe und/oder elektrische Felder auf ein den Vakuum-Hilfe einer Bestrahlungseinrichtung bestrahlbar ist. raum des Elektronenbeschleunigers von dem atmo-According to the invention, one can also be used with its tip which is suitable for high electron beams funnel arranged above in a box is suitable. The electron deflector be provided in which the material to be irradiated has an electron accelerator 11 with Elektrounten can be pumped up into the funnel tip, nenquelle and an electron deflection system 12, exits through the funnel opening and during the 60 the electrons run down due to the overlapping magneti on the outer wall of the funnel with see and / or electric fields on the vacuum aid an irradiation device can be irradiated. space of the electron accelerator from the atmo-

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird sphärischen Außendruck trennendes Elektronenaus-In a further embodiment of the invention, spherical external pressure separating electron output

vorgeschlagen, eine Bestrahlungseinrichtung mit ent- trittsfenster 13 lenkt. Das Elektronenaustrittsfensterproposed that an irradiation device with exit window 13 directs. The electron exit window

weder kreisringförmigem, rechteckigem oder linien- 65 13 ist kreisringförmig ausgebildet und ohne HilfsstegeNeither circular, rectangular or linear 65 13 is circular and without auxiliary webs

förmigem Elektronenaustrittsfenster zu verwenden. an dem Elektronenhorn mechanisch befestigt. Anto use shaped electron exit window. mechanically attached to the electron horn. At

Ein Vorteil der Erfindung besteht infolge des ein- Stelle des beschriebenen Elcktronenablenkhorns kannOne advantage of the invention is due to the fact that the described electronic deflection horn can be used

fachen, kompakten und raumsparenden Aufbaus der auch eine Bestrahlungseinrichtung mit einem recht-multiple, compact and space-saving structure that also includes an irradiation facility with a right

eckigen oder linienförmigen Elektronenaustrittsfenster verwendet werden, wie sie z. B. in dem in F i g. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel beschrieben ist.angular or linear electron exit windows can be used, as z. B. in the in F i g. 3 illustrated embodiment is described.

Der in F i g. 2 dargestellte Trichter 14 ist in einem Kasten 15 um seine senkrechte Achse drehbeweglich angeordnet. Die Spitze des Trichters 14 weist eine öffnung auf und ist mit einem Rohrstutzen 16 mechanisch fest verbunden. Der Rohrstutzen 16 ist mit Hilfe eines flüssigkeitsdichten Gelenks 17 in einem Zuflußrohr 18 drehbar gelagert, das durch den Boden 19 des Kastens 15 flüssigkeitsdicht geführt ist. An dem Rohrstutzen 16 ist vorzugsweise außerhalb des Kastens 15 ein Antriebsrad 20 befestigt, das über ein GetriebeH von einem (außerhalb des Kastens angeordneten) Motor 22 angetrieben wird. Bei dem Antriebsrad 20 kann es sich um einen außen verzahnten Zahnkranz und bei dem Getriebe 21 um ein auf der Welle des Motors 22 fest angeordnetes Ritzel handeln.The in F i g. The hopper 14 shown in FIG. 2 is rotatable about its vertical axis in a box 15 arranged. The tip of the funnel 14 has an opening and is mechanical with a pipe socket 16 firmly connected. The pipe socket 16 is in one with the aid of a fluid-tight joint 17 Inlet pipe 18 rotatably mounted, which is guided through the bottom 19 of the box 15 in a liquid-tight manner. At the pipe socket 16 is preferably attached outside of the box 15, a drive wheel 20, which has a Gearbox H from a (arranged outside the box) Motor 22 is driven. The drive wheel 20 can be externally toothed Ring gear and, in the case of the gearbox 21, a pinion fixedly arranged on the shaft of the motor 22 Act.

Zur Bestrahlung des Produkts 7 versetzt der Motor ao 22 über das Getriebe 21 und das Antriebsrad 20 den Trichter 14 in eine gleichmäßige Drehbewegung um seine senkrechte Achse. Gleichzeitig wird dem Trichter über das Zuflußrohr 18 und den Rohrstutzen 16 das Produkt 7 mit Hilfe einer Pumpe 23 zugeführt, die in dem Rohr 18 angeordnet ist. Infolge der Zentrifugalkräfte des sich drehenden Trichters 14 steigt das Produkt 7 an der Innenseite der Trichterwände hoch und tritt über den obersten Rand in den Kasten 15 ein. Die Bestrahlung erfolgt während des Hochsteigens des Produkts 7 mit einer Bestrahlungseinrichtung 10, die ein kreisringförmiges Elektronenaustrittsfenster 13 aufweist. Zum Abfluß des bestrahlten Produkts 7 aus dem Kasten 15 ist dieser mit einem Abflußrohr 25 mechanisch fest verbunden, das mit . einer Pumpe 26 zusammenwirkt, um einen gleichmäßigen Abfluß des Produkts 7 zu erreichen. Bei dieser Einrichtung ist es zweckmäßig, den Kasten 15 mit einem Deckel abzudecken, damit das bestrahlte Produkt 7 nicht über die Seitenwände des Kastens 15 übertreten kann.To irradiate the product 7, the motor ao 22 displaces the via the gear 21 and the drive wheel 20 Funnel 14 in a uniform rotary motion about its vertical axis. At the same time becomes the funnel The product 7 is supplied via the supply pipe 18 and the pipe socket 16 with the aid of a pump 23, which is arranged in the tube 18. As a result of the centrifugal forces of the rotating hopper 14 increases the product 7 rises on the inside of the funnel walls and enters the box over the top edge 15 a. The irradiation takes place while the product 7 rises with an irradiation device 10, which has an annular electron exit window 13. To drain the irradiated Product 7 from the box 15, this is mechanically firmly connected to a drain pipe 25 with . a pump 26 cooperates in order to achieve a uniform outflow of the product 7. At this Facility, it is appropriate to cover the box 15 with a lid so that the irradiated Product 7 cannot pass over the side walls of the box 15.

An Stelle der Bestrahlungseinrichtung 10 mit kreisringförmigem Elektronenaustrittsfenster 13 kann, wie in F i g. 3 dargestellt ist, eine Bestrahlungseinrichtung 27 mit einem rechteckigen oder linienförmigen Elektronenaustrittsfenster 28 verwendet werden. Diese Fenster sind möglichst dünn und großflächig ausgebildet, damit möglichst wenig Energie der durch das Fenster austretenden Elektronen durch das Fenster selbst absorbiert wird. Die Ausbildung der Fenster ist in erster Linie von den materiellen Eigenschaften, insbesondere der Zugfestigkeit, der verwendeten Fensterwerkstoffe abhängig. Als Werkstoffe werden vorwiegend dünne Leichtmetallfolien verwendet.Instead of the irradiation device 10 with a circular ring Electron exit window 13 can, as in FIG. 3 shows an irradiation device 27 with a rectangular or linear electron exit window 28 can be used. These Windows are designed to be as thin and large as possible, so that as little energy as possible is passed through the Electrons exiting the window are absorbed by the window itself. The formation of the window depends primarily on the material properties, in particular the tensile strength, of the ones used Window materials dependent. The main materials used are thin light metal foils.

Als Hohlkörper können bei den in den F i g. 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispielen an Stelle der Trichter zylinderförmige Körper verwendet werden. Es ist auch möglich, das Produkt 7 in einem doppelwandigen Hohlkörper, z. B. Trichter oder Zylinder, mit einer Pumpe von unten nach oben oder von oben nach unten zu drücken.As a hollow body, in the case of the FIGS. 2 and 3 illustrated embodiments in place the funnel cylindrical body can be used. It is also possible to have the product 7 in one double-walled hollow body, e.g. B. funnel or cylinder, with a pump from bottom to top or to press from top to bottom.

Ebenso ist es möglich, den Trichter umzudrehen, so daß man das zu bestrahlende Gut von unten bis zur Spitze des Trichters pumpt, dort austreten läßt und dann auf dem Außenmantel des Trichters bestrahlt. It is also possible to turn the funnel over so that the material to be irradiated can be seen from the bottom up pumps to the top of the funnel, lets it out there and then irradiates on the outer jacket of the funnel.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

1 2 or cylinder executed and in a box claims: is fixedly arranged that the box has a drain pipe and that a pump is to be irradiated

1. Method for irradiating in a product (7) via a pipeline into the from the Liquids in hollow bodies, granules 5 gelaten both walls of the funnel or cylinder, powdery substances and more or formed cavity from top to bottom or less highly viscous, still flowable media is pumped in the other way around.

with high-energy electrons, thereby 8th device for carrying out the process

characterized in that the hollow body rens according to claim 1, characterized by

(1, 14) is located in a box (2), which is arranged as one with the tip upwards

Collecting container for the product to be irradiated Funnel in a box in which the

(7) is used and that mechanical means provided radiating liquid from bottom to top in

are, which a flow of the to be irradiated the funnel tip is pumpable, through the funnel

Product (7) emerges from the box (2) via the inner opening and

(8, 24) or outer walls of the hollow body (1,14) 15 run along the outer wall of the funnel with the aid

effect and the irradiated product (7) can be irradiated again in an irradiation device.

in the box (2) or in an additional loading 9. Device according to claim 2, 3, 4, 5, 6, 7

transfer container and that one within or or 8, characterized by the use

an irradiation device (10) arranged outside the hollow body (1, 14) with circular ring

Irradiation device (10) the product (7) 20-shaped electron exit window (13).

during the flow on the walls of the hollow 10. Device according to claim 2, 3, 4, 5, 6, 7

body (1, 14) irradiated. or 8, indicated by the use

2. Device for carrying out the method of an irradiation device (27) with rectangular according to claim 1, characterized in that the electron exit outlet is like or linear a window (28) in a box (2) as a hollow body.

orderly funnel (1) is used, the wall of which
lower than the walls of the box (2) is that

the funnel tip has an outlet opening

and mechanically fixed with a drain pipe (3)

connected through the bottom flap (4) 30

of the box (2) is guided in a liquid-tight manner that the invention relates to a method for irradiating

the box (2) via a pipe (5) and a treatment of liquid located in a hollow body

Pump (6) with one of the products to be irradiated, granules, powdery substances and

(7) containing reservoir is connected more or less highly viscous, still flowable

and that the pump (6) has just such a large media with high-energy electrons and an

Amount of the product (7) in the box (2) in the direction for carrying out the method.

pumps that the product (7) in a continuous from U.S. Patent 3,133,828 is a

the, even flow on the indoor paint spraying device (s) for car bodies known,

Sides (8) of the funnel wall runs down. in which the car bodies are on a transport

3. Device for carrying out the process 40 conveyor belt are located and first a spray room and rens according to claim 1, characterized in that it then passes through a boiler room. The ones on the that a body sprayed rotatable about its vertical axis is sprayed in front of the spray gun and irradiated with electrons a passage arranged in a box (15). For this purpose, a van de hollow body is required (14) is provided, the wall of which Graaf generator is provided, which has an electrostatic lower as the side walls of the box (15) 45 see transmission generator and an accelerator, that the box (15) with a discharge pipe has supply pipe. The acceleration tube goes in (25) and the hollow body (14) in its lower a magnetic deflection system, which with a Area with a so-called scan horn in a mechanically fixed connection through the base plate (19) Box (15) liquid-tight out feed is. Through the exit window of the scan horn conduction pipe (18) is connected and that the 50 the electrons exit and hit a pipe, Hollow body (14) via the supply pipe (18) that is flattened in the irradiation area and that to be irradiated product (7) can be supplied, which has a paint reservoir with the in the spray chamber mechanically connects spray nozzles arranged on the inside as a result of the centrifugal forces. (24) of the rotating hollow body (14) through the entire device is achieved that the flows out and over the uppermost edge of the hollow 55 color liquid just before it is applied to the body (14) enters the box (15). Car bodies while flowing through

4. Device according to claim 3, characterized in that the flattened tube is irradiated with electrons, indicates that the box (15) has a disadvantage, however, that the irradiation device Cover is covered. and the associated shielding has a

5. Device according to claim 3 or 4, require 60 moderately large space.

characterized by the use of a funnel- The experience is based on the task a

shaped rotatable hollow body (15). Process for the irradiation of liquids, granules

6. Device according to claim 3 or 4, da- laten, powdery substances and more or characterized in that as rotatable hollow less highly viscous media with high energy body a hollow cylinder is provided. 65 electrons to develop, which enables the

7. Facility for carrying out the procedure - facilities for carrying out the procedure rens according to claim 1, characterized in that it is made as compact and powerful as possible that the hollow body can be used as a double-walled funnel.