DE2357396C3 - Reinigungsvorrichtung für zylinderförmige Fluid-Sterilisationskammer - Google Patents

Description

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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Reinigungsvorrichtung für Fluid-, insbesondere Flüssigkeits- bzw. Wasser-, aber auch Gas-Sterilisatoren.

Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Reinigungsvorrichtung zur Reinigung der äußeren Oberfläche einer Schutzhülse der Bestrahlungsröhre eines Ultraviolett-Wassersterilisators od. dgl., wobei der Sterilisator eine längliche Ultraviolett-Strahlungsröhre als Quelle der Ultraviolettstrahlung bzw. des Ultraviolett-Strahlungsstroms aufweist

Wassersterilisatoren können Ultraviolettbestrahlungsröhren als Quelle für die Erzeugung einer Ultraviolettstrahlung enthalten und weisen gewöhnlich eine längliche Ultraviolett-Bestrahlungsröhre auf, die koaxial zur Achse einer zylinderförmigen Sterilisationskammer gehaltert ist Das zu sterilisierende Wasser fließt von dem einen Ende des Zylinders (gewöhnlich von der Unterseite) wirbeiförmig zum anderen Ende des Zylinders (gewöhnlich die Oberseite) derart daß eine in bezug auf die Größe des von der Ultraviolettstrahlungsquelle erzeugten Flusses mittlere Verweildauer der Flüssigkeit innerhalb der Kammer ausreichend ist um ein bakteriostatisches Fluid am Auslaß des SterilisationszyÜRders zu erhalten. Wenn dieser »bakteriostati- ⁶S sehe« Zustand erreicht ist, hat eine »Abtötung« der in der Flüssigkeit schwebenden Bakterien stattgefunden, d. h., sämtliche Bakterien sind abgetötet

Es ist bekannt daß der bakteriostatische Zustand bei einem Fluid, insbesondere Wasser, erzielt werden kann, wenn diese zumindest einer bestimmten minimalen UV-Strahlungsflußdosis bei einer bestimmten Frequenz ausgesetzt wird. Es ist ferner bekannt, daß die mittlere Verweildauer einer Flüssigkeit innerhalb der Sterihsationskammer erhöht werden muß, um eine bakteriostatische Dosis des Strahlungsflusses zu erhalten, wenn mineralische Ablagerungen an der Außenfläche einer Ultraviolett-Bestrahlungsröhre bzw. einer die Bestrahlungsröhre umgebenden Schutzhülse vorhanden sind, sofern eine solche Hülse verwendet wird, da mineralische Ablagerungen die Tendenz besitzen, die Ultraviolettstrahlung zu absorbieren. Es ist ferner bekannt, eine Abkratzvorrichtung zu verwenden, um mineralische Ablagerungen von der Schutzhülse abzukratzen; diese bekannten Vorrichtungen müssen jedoch von Menschen bedient werden, was dazu führt, daß man sie anzuwenden vergißt, wodurch die Flüssigkeit nicht die bakteriostatische Dosis erhält; mit diesen bekannten Vorrichtungen ist es ferner nicht in ausreichendem Maße möglich, die mineralischen Ablagerungen wirklich ausreichend zu entfernen, um den Strahlungsstrom hoher Intensität aufrechtzuerhalten, welcher die Schutzhülse und anschließend die zu sterilisierende Flüssigkeit durchdringt

Diese Unzulänglichkeiten der bekannten Vorrichtungen können in gewissem Maße dadurch beseitigt werden, daß die mittlere Verweildauer des die Sterilisierkammer durchströmenden Fluids erhöht wird; hierdurch wird jedoch die Durchflußmenge bzw. das Volumen der Fluidströmung pro Zeiteinheit verringert wodurch der Sterilisations-Wirkungsgrad des Sterilisators verringert und die Herstellungs- und Betriebskosten gesteigert werden.

Es ist nun auch eine Reinigungsvorrichtung für eine zylinderförmige Fluid-Sterilisationskammer bekannt, die eine koaxial angeordnete, eine Ultraviolett-Strahlungsquelle umgebende Innenhülse aufweist an der die Reinigungsvorrichtung in Form eines Reinigungskörpers in Abhängigkeit von der Strömung des Fluids gleitend geführt ist. Der Reinigungskörper besitzt Innenrippen, die an der Hülse kratzend angreifen, und Außenrippen, die beim Anströmen des Fluids eine drehende aufsteigende Bewegung des Reinigungskörpers bewirken. Diese Reinigungsvorrichtung benötigt also eine verhältnismäßig große Strömung, damit der Reinigungskörper tatsächlich hochgetragen wird. Trotzdem wird nur die Innenhülse gereinigt, während die Ablagerungen an der Innenwand der Kammer nicht abgekratzt werden. Es besteht deshalb die Möglichkeit, das eventuelle Ablagerungen mitgerissen werden können und damit die Reinigungswirkung sehr beeinträchtigt wird.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine wirkungsvolle Reinigungsvorrichtung zu schaffen, um mineralische und andere Ablagerungen von der eine Ultraviolett-Bestrahlungsröhre umgebenden Schutzoberfläche zu entfernen, wobei die Vorrichtung durch diie kombinierte Wirkung der Fluidströmung durch die Kammer einerseits und durch das Eigengewicht der Reinigungsvorrichtung andererseits in Betrieb gesetzt wird, sobald die Fluidströmung angehalten wird.

Die Reinigungsvorrichtung soll weiterhin eine dichtende, kolbenartige Anordnung innerhalb des Sterilisatctrs zwischen der äußeren Sterilisatorwand und der inneren Schutzhülse bilden, um so eine ausreichende Entfernung der Ablagerungen von der Schutzober-

fläche der Hülse zu gewährleisten, wobei hohe Strahlungsflußintensitäten innerhalb der Flüssigkeit bei minimaler Verweildauer der Flüssigkeit in dem zur Abtüiung vorgesehenen Sterilisator aufrechterhalten werden können.

Bei einer Reinigungsvorrichtung für eine zylinderför_mige FSuid-Sterilisationskammer mit einer koaxial angeordneten eine Ultraviolett-Strahlungsquelle umgebende Innenhülse, an der die Reinigungsvorrichtung in Abhängigkeit von der Strömung des zu sterilisierenden Fluids durch die Kammer von unten nach oben auf und ab gleitbar angeordnet ist, wird die oben erläuterte Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch:

einen starren Ring mit einer Fluid-Durchlaßeinrichtung. dessen Innendurchmesser größer als der Außendurchmesser der Innenhülse und dessen Außendurchmesser kleiner als der Innendurchmesser der Kammer ist, und durch ein vom Ring radial nach innen gerichtetes schräg an die Schutzaußenfläche angedrücktes flexibles Organ, sowie ein vom Ring sich radial nach außen erstreckendes flexibles Organ, dessen Außenränder gegen die Innenwand der zylinderförmigen Sterilisationskammer gedrückt sind.

Die Reinigungsvorrichtung führt bei stehendem Fluid infolge ihres Eigengewichtes eine Fallbewegung aus, wobei das kleinere Ringorgan an der Schutzoberfläche unter deren Reinigung entlangkratzt. Während der Fortsetzung der Flüssigkeitsströmung führt die Reinigungsvorrichtung anschließend eine Aufwärtsbewegung aus, wobei das kleinere flexible Organ wiederum an der Schutzaußenfläche zu deren Reinigung entlangkratzt und die Durchlaßeinrichtung des ringförmigen Organs das Fluid von der einen Seite der Reinigungsvorrichtung auf deren andere Seite gelangen und damit durch die Sterilisationskammer hindurchtreten läßt.

Gegenstand der Erfindung ist also eine kreisförmige Reinigungsvorrichtung, welche die Außenfläche einer UV-Bestrahlungsröhre reinigt, wobei die U V-Bestrahlungsröhre als Strahlungsquelle zur Bakterienabtötung in UV-Fluid-Sterilisatoren dient. Die Reinigungsvorrichtung entfernt dabei Ablagerungen, welche sich aus dem zu sterilisierenden Fluid niederschlagen, von der Außenfläche der UV-Bestrahlungsröhre oder deren umgebenden Hülse und hält dabei die Abstrahlung eines Strahlungsflusses hoher Intensität von der Röhre in das zu sterilisierende Fluid aufrecht.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts einer Fluid-, insbesondere einer Wasser-Sterilisationskammer mit den erfindungsgemäßen Merkmalen,

Fig.2 und 3 Längsschnitte, welche das Profil der Reinigungsvorrichtung bei strömender und bei nichtströmender Flüssigkeit darstellen,

F i g. 4 eine Draufsicht auf die Reinigungsvorrichtung, F i g. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V in F i g. 4 und

F i g. 6 einen gestreckten Schnitt längs der geknickten Linie Vl-VI in F ig. 4.

Die in F i g. 1 dargestellte Fluid-, insbesondere Wasser-Sterilisationskammer 10 umfaßt eine hohle zylindrische Kammer 11, welche koaxial zu ihrer Längsachse mit einer Schutzaußenfläche 52 einer umgebenden Hülse 53 aus geschmolzenem Kieselerdglas (Quarz) versehen ist, wobei innerhalb der Hülse 53 eine nicht dargestellte längliche Strahlungsquelle, wie beispielsweise eine Ultraviolettlampe, angeordnet ist. Die Hülse 53 aus Kieselerdglas gestattet die Übertragung von Ultraviolettstrahlung in den Bereich zwischen der Hülse 53 und der Innenwand der Kammer 11, durch welchen die zu sterilisierende Flüssigkeit bzw. das zu sterilisierende Fluid (Strömungsmedium), beispielsweise

Wasser, hindurchgeleitet wird.

Ein Reiniger 12 ist innerhalb dieses Bereiches (zwischen der Hülse 53 und dem Zylinder U) angeordnet, welcher einen Metailring 13 aufweist, an dessen äußerer Umfangsfläche radial vorstehend ein

ίο flexibles, halbsteifes Gummiorgan 14 mit der nötigen Beständigkeit gegen Ultraviolettstrahlung (bzw. gegen die sonst verwendete Strahlung) befestigt ist. An der inneren Umfangsfläche des Metallringes 13 ist, radial vorspringend, ein ebenfalls strahlungsbeständiges, halb-

'5 steifes Kunststofforgan oder flexibles Metallorgan 15 befestigt. Mit Hilfe des Ring-Organs 15 ist es möglich, eine Schab- bzw. Kratzbewegung gegen die Schutzoberfläche 52 auszuüben, während gleichzeitig zwischen dem flexiblen Organ 15 und der Außenfläche 52 eine

«J verhältnismäßig gute wasserdichte Abdichtung besteht. Der Metallring 13 besteht vorzugsweise aus zwei Hälften 13a und 136 (Fig.5), die mit Hilfe von geeigneten, nicht dargestellten Mitteln zusammengefügt sind und die nach Art einer Sandwichstruktur die Organe 14 und 15 zwischen sich festhalten. Der Metallring 13 ist mit kleinen, symmetrisch verteilten Bohrungen bzw. öffnungen 16 versehen, um den Durchtritt des Wassers 54 durch den Reiniger 12 über diese Bohrungen 16 zu ermöglichen. Die Werkstoffe der

3c beiden Organe 14 und 15 sowie des Metallringes 13 erfordern eine sorgfältige Auswahl, da, wie nachstehend erläutert ist, das tatsächliche Gewicht des Ringes 12 ebenro wichtig ist wie die Biegeeigenschaften des Orgaas 15.

Bei dem Betrieb des Sterilisators strömt das zu sterilisierende Fluid 54 an der Stelle 52 in das Unterteil der Kammer 11 ein und durchströmt anschließend wirbeiförmig den Zylinder, um dann an dem nicht dargestellten Oberteil herausgeleitet zu werden, wie dies dem Fachmann bekannt ist. Da der Reiniger 12 eine verhältnismäßig gute Dichtung über den gesamten, vom Fluid wie Wasser durchströmten Bereich darstellt (lediglich geringe Undichtigkeiten am Umfang der Organe 14 und 15 und die Bohrungen 16 in dem Metailring 13 gestatten einen Durchtritt des Wassers durch den Reiniger), baut sich bei strömendem Wasser 54 unterhalb des Reinigers 12 ein Druck auf (Fig.2), welcher eine Kraft Fw erzeugt, die den Reiniger nach oben zu heben versucht. Der Sickerverlust L verringert diese Kraft auf die tatsächliche Kraft F₀ Einer derartigen Anhebung des Reinigers nach oben widersetzen sich das Gewicht W des Reinigers, die Reibungskraft f_p an der zylindrischen Wand und die Reibungskraft fs an der Schutzoberfläche 52. Wenn die Kraft Fr größer ist als diese entgegengesetzten Kräfte, bewegt sich der Reiniger 12 nach oben und kratzt dabei an der Schutzaußenfläche 52 entlang, wodurch diese gereinigt wird. Der Wirkungsgrad dieser Reinigung wird durch eine sorgfältige Auswahl des inneren Organs 15

bestimmt. Es wurde gefunden, daß ein bürstenartiges, texturiertes Organ aus zusammengesetztem Material oder aus Kunststoff ausreichend ist. Der Reiniger 12 kann so ausgebildet werden, daß er trotz der Sickerverluste L und der Reibungskräfte f_p und f_s sowie seines Eigengewichtes IV sehr stark nach oben bewegt wird.

Solange das Wasser durchströmt, wird der Reiniger 12 an der Oberseite des Sterilisators 12 gehalten. Sobald

die Strömung aufhört, wird die Kraft F_c (welche die einzige Kraft darstellt, die den Reiniger 12 an der Oberseite des Sterilisators 10 hält, wenn der Reiniger sich im Ruhezustand befindet), von dem Reiniger 12 abgezogen, wodurch das Gewicht W (Fig.3) den Reiniger 12 in Richtung auf die Unterseite des Sterilisators 10 zu schieben beginnt. Die Kräfte, welche dieser Bewegung Widerstand leisten, sind die Reibungskräfte der Organe 14 und 15 an der zylindrischen Wand 11 (Reibungskraft f_p) und an der Schutzaußenfläche 52 (Reibungskraft /,), in Verbindung mit dem Wasser, welches unterhalb des Reinigers 12 eingeschlossen ist. Die Bohrungen 16 in dem Metallring 13 gestatten jedoch dem Wasser unterhalb des Reinigers, durch den Reiniger 12 bei dessen Abwärtsbewegung ij hindurchzusickern, vorausgesetzt, daß das Gewicht W groß genug ist, um die durch die Wasserströmung durch die Bohrungen 16 verursachten Reibungskräfte und Widerstände zu überwinden; somit bewegt sich die Reinigungsvorrichtung 12 steil nach unten, wobei sich *> die Membran 15 durchbiegt und wiederum an der Schutzaußenfläche 52 entlangkratzt und diese reinigt (F ig. 3).

Bei Verwendung einer Sterilisationskammer mit einem Innendurchmesser von 7,62 cm und einer Schutzhülse 53 mit einem Außendurchmesser von 2,54 cm wurde gefunden, daß die Reinigungsvorrichtung 12 folgende Abmessungen aufweisen kann: Metallring 13:

Innendurchmesser 3,675 cm;

Außendurchmesser 6,350 cm. Flexibles Organ 12:

Innendurchmesser 2,225 cm;

Außendurchmesser 3,675 cm. Flexibles Organ 15:

Innendurchmesser 6,350 cm;

Außendurchmesser 7,937 cm. Öffnungen 16:

Durchmesser 0,159 cm. Gewicht Wder Reinigungsvorrichtung 12:

etwa 227 p.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Reinigungsvorrichtung für eine zylinderförmige Fluid-Sterilisationskammer mit einer koaxial an- S geordneten, eine Ultraviolett-Strahlungsquelle umgebenden Innenhülse, an der die Reinigungsvorrichtung in Abhängigkeit von der Strömung des Fluids durch die Kammer von unten nach oben auf und ab gleitbar angeordnet ist, gekennzeichnet durch einen starren Ring (13) mit einer Fluid-Durchlaßeinrichtung, dessen Innendurchmesser größer als der Außendurchmesser der Innenhülse (53) und dessen Außendurchmesser kleiner als der Innendurchmesser der Kammer (11) ist, und durch «5 ein vom Ring (13) radial nach innen gerichtetes, schräg an die Schutzaußenfläche (52) angedrücktes, flexibles Organ (15), sowie durch ein vom Ring (13) sich radial nach außen erstreckendes flexibles Organ (14), dessen Außenränder gegen die Innenwand der Kammer (11) gedrückt sind.

2. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der starre Ring (13) mehrere Fluid-Durchlässe(16) aufweist

3. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das sich nach außen erstreckende Organ (14) aus halbsteifem Gummi besteht

4. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das sich nach innen erstreckende Organ (15) aus halbsteifem, gegen Ultraviiolehstrahlen beständigen Kunststoff besteht

5. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß das sich nach innen erstreckende Organ (15) aus flexiblem Metallblech besteht.