DE370712C - Verfahren und Vorrichtung zum Behandeln von Fluessigkeiten mit ultravioletten Strahlen - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zum Behandeln von Flüssigkeiten mit ultravioletten Strahlen. Eingehende Versuche mit der Vorrichtung des Hauptpatents haben gezeigt, daß die Wirkung des ultravdoletten Lichtes nicht längs des ganzen Weges der Flüssigkeit die gleiche ist. Wenn z. B. die Vorrichtung zur Sterilisierung von Trinkwasser mittels Quarzlampen verwendet wird, so werden zu Anfang, wo das infizierte Wasser in den Apparat eintritt, sehr viele Bakterien durch die Strahlen getötet, und die Keimzahl nimmt sehr rasch ab, während das Wasser rings um die Lampe fließt. Mit der abnehmenden Keimzahl steigt aber auch die Schwierigkeit der weiteren Sterilisierung, und die vollkommene Entfernung der letzten Keime ist der allerschwierigste Teil der Aufgabe. Um dieser Schwierigkeit zu begegnen, wird gemäß der Erfindung die Intensität der Behandlung bzw. Durchstrahlung der Flüssigkeit gesteigert in dem Maße, als sie sich dem gewünschten Endprodukt nähert, also entsprechend der Abnahme der Keimzahl. Die Strahlungsintensität der Lampe zu variieren, ist nun natürlich praktisch unausführbar, aber man kann die Bestrahlung dadurch wirksamer machen, daß man dde Schichtendicke des durchstrahlten Wassers stetig verringert und gegebenenfalls gleichzeitig auch die durchfeuchtete Wasserschicht der Strahlenquelle nähert.
• Nach diesem Grundgedanken ausgebildete Vorrichtungen sind in der Zeichnung schematisch dargestellt. Abb. i und 2 zeigen iiii Vertikalschnitt bzw. !ini Horizontalschnitt eine Ausführungsform mit horizontal brennender Quarzlampe, die Abh. 3 und d. ini Vertikalschnitt und Horizontalschnitt eine Ausbildung finit vertikaler Quarzhnnpe (finit fester Anode). Die Ahle. 3 his ; veranschaulichen die Dichtung der I'aßfläche zwischen denn Gehäuse der Vorrichtung und dem herauszieh?-aren Tragrahmen für die Quarzwände.
• Da die Flüssigkeit, z. B. zu sterilisierendes Wasser, zur vollständigen Behandlung bzw. Sterilisierung einerseits eine gewisse Zetit unter der Einwirkung des Lichtes stehen muß, anderseits zur Erzielung einer möglichst großen Leistung doch eine ziemlich große Geschwindigkeit (wenigstens in den kleinen Querschnitten) erforderlich ist, so wird man die Flüssigkeit die Lampe nielirere,L#Iale, in den angeführten Beispielen Abb. i bis .4 zweimal, Unikreisen lassen. Dazu ist es notwendig, die inneren Führungswände aus Quarzglas oder einem anderen für ultraviolettes Licht durchlässigen Material herzustellen.
• Gemäß Abb. i und 2 ist i das Leuchtrohr einer horizontal oder leicht geneigt brennenden 0tiarzlampe, deren beide Polgefäße 15 und 16 sind. i ist möglichst eng, gegebenenfalls konzentrisch von dein oben geschlitzten Quarzrohr 2 umgeben, und um dieses sind exzentrisch angeordnete, nach ol;en sich öffnende Führungswände 3, 5 aus Quarz angebracht, die aus einem oder mehreren Quarzsegmenten bestehen können.
• Die Oarzwände 2, 3, 5 sind zweckmäßig in einem achsial in das Gehäuse 14, 6 einschiebbaren Rahmen oder Träger d. eingesetzt, der wasserdicht eingeschliffen ist und wie beim Hauptpatent schwach konische Stirnscheiben besitzt, die durch Schrauben iin Gehäuse festgepreßt sind. Wesentlich ist nun, daß die Paßflächen zwischen dein Rahmen d. und dein Gehäuse 9, io (Abb. 5), welche zwei in verscliiedeilen Stadien der Behandlung befindliche l# lnssigkeitsströnie trennen, vollkommen dicht halten, uni ein Durchsickern voll Flüssigkeit von einer Seite 9 auf die andere Seite io hilitanzuhalten, weil sonst die bereits in vollkomirren sterilem Zustande befindliche Flüssigkeit verunreinigt würde, also beispielsweise hei Wasser im Falle der Durchsickerung einzeIlier Keime die Sterilisierung illusorisch würde. Um nun selbst hei nicht vollkommen passenden Schliffflächen den unerwünschten Durchtritt von Flüssigkeit zu vermeiden, wie ! er bei der Darstellung nach Abb. 5 möglich wäre, ist gemäß der Erfindung die Anordnung so getroffen, daß die Schliffflächen der Teile 9, , io des Gehäuses von einander durch einel1 längs durchlaufenden Spalt 2i getrennt siied (AM). (1), aus welchem die evtl. zwischen den I'aßfülcheii durchsickernden Flüssigkeitsteilchell unmittelbar dtie Vorrichtung verlassen, so daß sie sich nicht mehr finit der durch den Apparat strömenden Flüssigkeit vermischen können. Die aus (leni Spalt 21 austretende (,' lüssigkeit kann dann durch ein I2,ohr cl. @lgl. in geeigneter Weise abgeleitet werden.
• Man kann auch die Aiiurdnung derart treffen, daß in den Paßflächen des l-insatzteile:4 und der Gehäusewandc), io eine eingenutete (lurchlatifende Dichtungsleiste 2o o. dgl. (Abb. 7) eingetrieben- ist, welche die Fuge zwischen den Paßflächen d und 9 bzw. io unterbricht.
• Das Gehäuse der Vorrichtung ist so geformt, daß es zusammen mit den Ouarzniäilteln sich längs des Wasserweges stetig radial verengende Durchgangsquerschilitte l:dldet, al:er in der Richtung der Lampenachse die Kanall-,reite nicht wesentlich ändert. Innen ist Glas ':Metallgehäuse zweckmäßigerweise finit einem spiegelnden Belag versehen, z. B. weiß emailliert, um das Licht zu reflektieren; insbesondere an der Stelle der kleinsten Schichtendicke, also an der Wand 6 ist gegen das Innere zu ein spiegelnder Belag angebracht, der ultraviolettes Licht zurückwirft, um die Strahlen wirksamer auszunutzen.
• Das zu sterilisierende Wasser tritt bei 7 ein, fließt im Sinne des Pfeiles 1I (Abb. i) ini Ouerschnitt sich verengend und tritt in den engeren Kanal zwischen den Quarzmänteln 2, 3, 5 ein, wendet sich in Richtung des Pfeiles III in den engsten Durchgangsquerschnitt zwischen 5 und 6 und fließt steril bei 8 ab.
• Um das Einfuhren, "Zünden und Außerbetriehsetzen der Quarzlampe zu erleichtern, ist (las Gehäuse nach Art der ini Hauptpatent beschriebenen Einrichtung mit einem Schlitz, geeigneten Führungen 11, 12 für den Lampenhalter usw. versehen, und demgemäß sind auch die Quarzwände so angeordnet, rlaß sie sich nach oben öffnen.
• Die punktiert angedeuteten Linien 13, 17, 18 bedeuten Verschalung und Schutzbleche, voll denen die erstere .(13) nur den symmetrischen Außenlinien zulieb angebracht ist.
• Der in Abb. 3 und .1 schematisch flargestellte Apparat beruht auf demselben Grundgedanken und hat eine aufrechte Quarzlanilie mit fester Anode (kleinem positiven Polgefäß 16'). Die Lampe mit der Leuchtröhre i' und den Polgefäßen 15' und i6' ist hier wieder mehrfach voll Quarzwänden z und 3'_ tungeben, welche als Führungswände für die zu behandelnde Flüssigkeit dienen. Die einzelnen nuarzinäntel können aus mehreren Teilen zusammengesetzt sein und sind so angeordnet bzw. geformt, daß sie einen sich verengenden Durchgangsquerschnitt für die durchtretende Flüssigkeit bilden. Hier z. B. verjüngt sich der Querschnitt stetig, weil der äußere Ouarzinantel3' konisch ist; dieser Mantel könnte aber auch z. B. treppenförmig im Querschnitt abnehmen.
• Die beiden Quarzmäntel 2' und 3' sind wasserdicht in ein Metall- oder Porzellangehäuse 1:1.' eingesetzt, welches sich auch nach der entgegengesetzten Seite wie 3' verjüngen kann.
• Ein Schlitz zur Einführung der Lampe i' ist nicht erforderlich, denn infolge der besonderen Konstruktion der Lampe ist das eine Polgefäß (hier das positive i6') so klein, daß die Lampe bequem durch den Mantel 2' nach unten herausgezogen und gezündet werden kann. Man erspart also einerseits die Anordnung eines iinneren Quarzmantels 2' mit großem Durchmesser und hat die Möglichkeit, die Flüssigkeit nahe an die Lampe zu bringen; anderseits erspart man auch den Schlitz im Mantel, durch welchen ein Teil des Lichtes v erlorengeht, so daß die Lampe mit dem kleinen Polgefäß 16' die Vorrichtung erheblich wirtschaftlicher macht.
• Zweckmäßig werden auch geeignete Organe zum Bewegen und Feststellen der Lampe so- j wie evtl. eine federnde Aufhängung der Lampe vorgesehen iim Sinne des Hauptpatents. I Die punktierten Linien 17', 18' deuten Schutzbleche an.
• Das Rohwasser tritt bei 7 tangential ein, umkreist nach oben aufsteigend und seine Geschwindigkeit vergrößernd im Sinne des Pfeiles II (Abb. 3 und 4) die Lampe, tritt bei III in den Raum zwischen den Oüarzmänteln tangential ein, umkreist absteigend die Lampe und fließt bei 8' steril ab.
• Die Vorrichtung nach beiden beschriebenen -Ausführungen hat den Vorteil, daß man sogar ziemlich trübe Flüssigkeiten in allen Teilen vollkommen durchleuchten kann; sie eignet sich demnach auch zur Sterilisierung von trüben, lichtabsorbierende Bestandteile führendem Wasser, ferner auch zur Behandlung von ölen, Milch, Wein usw.

Claims (7)

1. PATENT-ANSPRÜci3E: i. Verfahren zum Behandeln von Flüssigkeiten mit ultravioletten Strahlen (z. B. zur Sterilisierung von Wasser), dadurch gekennzeichnet, daß die durchleuchtete Flüssigkeitsschicht in dem Mäße, in welchem darin die Abtötung der Keime fortschreitet, im Querschnitt verringert und vorteilhaft auch der Lichtquelle näher geführt wird, um eine durchgreifende Behandlung der letzten Reste von Keimen bzw. die Abtötung aller herbeizuführen.
2. 2. Vorrichtung zur Behandlung von Flüssigkeiten mit ultravioletten Strahlen gemäß Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die für ultraviolettes Licht durchlässigen Führungswände (2, 3, 5) die Lichtquelle (i) mehrfach umgeben und von außen nach innen bzw. vom Eintritt zum Austritt sich stetig verengende Führungswege für die zu behandelnde Flüssigkeit bilden.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß schneckenförmig verlaufende Führungswände (2, 3, 5) angeordnet sind.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2; dadurch gekennzeichnet, daß um eine die Lichtquelle konzentrisch oder exzentrisch umgebende, für ultraviolettes Licht durchlässige Wand (2) eine oder mehrere Wände (3, 5) in stetig abnehmendem Abstand angeordnet sind.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Gehäuse (14') mit sich verjüngenden (konischen) Seitenwandungen ein sich verjüngender Einsatz (3') aus Quarzglas derart angeordnet ist, daß er sich stetig verengende Wasserwege zwischen dem Außenmantel und der Umhüllung der Lichtquelle (i) bildet. .
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 2 bzw. nach Anspruch 4 des Hauptpatents, bestehend aus einem Gehäuse und einem herausnehmbaren, wasserdicht im Gehäuse eingesetzten Träger bzw. Rahmen (4.) für die Führungs- (Quarz-) Wände, dadurch gekennzeichnet, daß diejenige Paßfläche zwischen Rahmen (4) und Gehäuse (9, io), welche zwei in verschiedenen Stadien der Behandlung befindliche Flüssigkeitsteile trennt, durch Anordnung eines der ganzen Länge nach offenen Spaltes i (21) iin der Paßfläche der Gehäusewand oder einer eingenuteten durchlaufenden Dichtungsleiste (2o) derart ausgebildet ist, daß ein Durchsickern von Flüssigkeit von einer Seite auf die andere im Falle seblech; ten Dichtens der Paßfläche verhindert wird.
7. 7. Vorrichtung zum Behandeln von Flüssigkeiten mit ultravioletten Strahlen gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die als Lichtquelle dienende Quarzlampe ein kleines, positives Polgefäß (16') aufweist, welches achsial durch den möglichst eng die Lichtquelle umgebenden inneren Quarzmantel (2') herausziehbar ist.