DE4207601C2 - Vorrichtung zum Behandeln eines flüssigen Mediums - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Behan­ deln eines Mediums auf flüssiger Basis, auch Basisflüs­ sigkeit genannt insbesondere Wasser, welches in eine Röhre oder ein Behältnis einströmt oder dieses durch­ strömt und während einer Verweilzeit konditioniert wird, um chemische und/oder biologische Schadstoffe, w. Z. Chlorkohlenwasserstoffe, Bakterien, Keime, Pilze und andere schädliche Einflüsse so weit als möglich zu eliminieren.

Zur Bekämpfung dieser Einflüsse auf die Flüssigkeit sind sowohl chemische als auch physikalische Methoden anwendbar. Bei chemischen Behandlungsmethoden ist die Verträglichkeit der verwendeten Chemikalien für Mensch, Tier oder Pflanzenwelt oft fraglich. Besonders, wenn es sich bei der zu behandelnden Flüssigkeit um Wasser wie Brauch- oder Trinkwasser handelt, werden deshalb meist physikalische Methoden bevorzugt.

Ein bekanntes Gerät zur Ausführung physikalischer Behandlung ist z. B. ein sogenanntes Entkeimungsgerät mit Hilfe bestimmter Art und Weise der Bestrahlung der Flüssigkeit. Zum Beispiel ist ein solches Gerät in der DE 31 17 473 A1 beschrieben. Dort wurde die Verweilzeit als das entscheidende Kriterium für die Behandlung und ihren Erfolg angesehen. Die Verweilzeit ist jedoch nur eines unter mehreren zu beachtender Kriterien.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, eine Vorrich­ tung anzugeben, mit der eine Flüssigkeit oder ein Medi­ um, das eine Flüssigkeit - wie Wasser - enthält, so konditioniert werden kann, daß die Behandlung einer­ seits so effektiv wie möglich und andererseits so um­ weltschonend wie möglich ist.

Die Lösung hierfür ist in Patentanspruch 1 enthalten. Ausbildungen der Erfindung sind weitere Ansprüche zu entnehmen.

Mit der neuen Vorrichtung ist es möglich, das Ein- oder Durchströmen des Mediums in/durch ein Behältnis oder Röhre mittels besonderer Einrichtungen zugleich gerichtet als auch gesteuert durchzuführen. Bevorzug­ tes Ausführungsbeispiel ist bei der Erfindung ein Ein­ spritzkopf mit mehreren steuerbaren Ventilen mit aus­ gerichteten Düsenöffnungen.

Hiermit ist es möglich, den Zutritt/Eintritt vom zu behandelndem Medium in einen vorgenannten Reak­ tionsraum, wie Röhre oder Behältnis, sowohl hinsicht­ lich Durchflußmenge pro Zeiteinheit (oder Durchsatz), als auch hinsichtlich Verweilzeit im Reaktionsraum ein­ zustellen, zu überwachen, einzuhalten oder gewünsch­ tenfalls zu ändern. Dabei sind Menge, Druck, Geschwin­ digkeit der Strömung mit den düsenartigen Ventilein­ richtungen veränderlich.

Insbesondere ist auf einfache und wirksame Weise der Durchlaßquerschnitt z. B. bei einem Dosierventil mit Düse und darin hineinschiebbare Nadel mit Kegel steuerbar oder regelbar.

Mit einem Mikroprozessor (MP) kann eine vorpro­ grammierte Steuerung oder Regelung je nach Anwen­ dung erfolgen. Eine austauschbare Platine oder Chip ist als integrierte Schaltungseinheit der elektronischen Steuerung/Regelung von Vorteil.

Auch der Einspritzkopf und die Ventile sind aus­ tauschbar, mit der Röhre oder dem Behältnis dicht ver­ bindbar.

Das nachstehend in der beigefügten Zeichnung erläu­ terte Ausführungsbeispiel gibt die bevorzugte Ausfüh­ rung der Erfindung wieder, ohne daß diese hierauf be­ schränkt wäre.

Fig. 1 zeigt einen Einspritzkopf im Längsschnitt,

Fig. 2 zeigt einen Einspritzkopf im Querschnitt.

Dargestellt ist ein Einspritzkopf, der eine austausch­ bare Einheit bildet, die an eine Röhre oder ein Behältnis dicht ankuppelbar ist. Die Einheit trägt das Bezugszei­ chen 1. Zum Ankuppeln dient ein angeformter Flansch 2 mit Hilfe von Schrauben bei 3 unter Zwischenlage einer nicht dargestellten Dichtung. Die Röhre oder das Be­ hältnis kann, wenigstens mit einem Fortsatz bis zur An­ lage an einer Abstützung 4 mit großer zentraler Öff­ nung 5 reichen und dort (auch) abgedichtet sein. Der Einspritzkopf besteht aus gegenüber dem Medium resi­ stenten, insbesondere korrosionsbeständigem Material, wie Edelstahl oder Kunststoff.

Als Einlaß- und/oder Zumeßeinrichtungen dienen mehrere tangential ausgerichtet befestigbare düsenarti­ ge Ventile 6, die infolge dieser Ausrichtung für ein tur­ bulentes Einströmen oder Durchströmen des Mediums, das behandelt werden soll, sorgen. Mit Vorteil sind zwei, drei oder mehr Ventile 6 gleichmäßig am Umfang der zylindrischen Wand 7 des Einspritzkopfes verteilt ange­ ordnet, so daß eine günstige Strömung und Aufteilung der Strömungsmenge entlang der Umfangwand stattfin­ det. Die Ventile 6 sind z. B. ausgerichtete Dosierventile zum Zumessen der einströmenden Menge an flüssigem Medium.

In die Öffnungen 8 ihrer Düsen 9 sind Nadeln mit Kegel 10 eingesetzt, die den Durchlaßquerschnitt in ge­ wünschter Weise zu ändern gestatten.

Damit ist der Durchfluß pro Zeiteinheit steuer- oder regelbar, sowie die Menge, Druck oder die Geschwin­ digkeit des Mediums am Auslaß 8 der Düsen 9 einstell­ bar.

Eine auch vorprogrammierbare Einstellung kann, wie einmal eingestellt, überwacht und eingehalten werden. Die Einstellung kann auch geändert werden, in Abhän­ gigkeit der Meßsignale von Sensoren, die in einer Aus­ werteschaltung ausgewertet und mit Sollwerten vergli­ chen werden.

Die Sensoren können dabei eine oder mehrere physi­ kalische oder chemische Eigenschaften der Flüssigkeit wie z. B. die Trübung elektronisch bzw. optronisch er­ fassen und auswerten. Der Grad einer Ausgasung, eines Niederschlags/Deposits, einer Ausscheidung von Fest­ stoffanteilen, ein pH-Wert, ein Redoxpotential einer Temperatur, eine Schadstoffkonzentrationen oder an­ dere meßbare Eigenschaften des Mediums, die sich wäh­ rend der Behandlung/Konditionierung ändern können, als Grundlage für Messen, Steuern und Regeln bei der Erfindung dienen, ohne daß die Erfindung auf die ange­ gebenen Beispiele beschränkt wäre. Der Fachmann wird hier sein Wissen um die Grundlagen je nach An­ wendung einsetzen. Dabei ist eine Behandlung nicht auf rein physikalische Methoden beschränkt, sondern es können auch physikalische und chemische Mittel/Me­ thoden (zugleich oder nacheinander) eingesetzt werden.

Die Steuerung/Regelung der Ventile erfolgt mit Vor­ teil dadurch, daß die Einlaß- und/oder Zumeßeinrich­ tungen als elektromagnetisch steuerbare Ventile ausge­ bildet sind. Eine Magnetspule 11 umgibt die magneti­ sierbare Nadel mit Kegel des Ventils 6 und zieht diese im (mehr) öffnenden Sinne in sich hinein oder stößt sie im schließenden Sinne ab, oder umgekehrt, siehe Pfeile 12 entlang der Achse der Ventile und ihrer Düsen. Die Ventil-Steuerung erfolgt von der o. g. Auswerteschal­ tung oder nach Programm z. B. von einem Mikropro­ zessor. Die Ventile und ihre Teile sind einzeln aus­ tauschbar.

Die Ventile sind in der einfachsten Ausführung auch mechanisch verstellbar, daß heißt, sie müssen nicht elek­ trisch oder elektromagnetisch verstellt werden.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und be­ schriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern ein Fachmann kann hieran beliebige Abwandlungen vornehmen.

Der Einspritzkopf und seine Ventile können für das Dosieren jeglichen Mediums verwendet werden, z. B. flüssig, fest, gasförmig oder Gemische hiervon.

Claims (9)

1. Vorrichtung zum Behandeln eines Mediums auf flüssiger Basis, insbesondere Wasser, welches in einer Röhre oder ein Behältnis einströmt oder diese bzw. dieses durch­ strömt und während einer Verweilzeit konditioniert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen Einspritzkopf (1) aufweist, der mehrere düsenartige, eine turbulente Strömung erzeugende verstellbare zur Einführung des flüssigen Mediums bestimmte Einlaßeinrichtungen (6) enthält.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßeinrichtungen (6) als Dosierventile ausgebildet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßeinrichtungen (6) als Mengendosierer ausgebildet sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßeinrichtungen (6) einen veränderlichen Durchlaßquerschnitt aufweisen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßeinrichtungen (6) den Durchfluß pro Zeiteinheit bestimmen.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßeinrichtungen (6) als steuer- oder regelbare Einheiten ausgebildet sind.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßeinrichtungen (6) programmiert oder in Abhängigkeit von von physika­ lischen und/oder chemischen Eigenschaften der Flüssigkeit erfassenden Sensoren abgeleiteten Regelgrößen steuer- oder regelbar sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einspritzkopf (1) eine an die Röhre oder das Behältnis dicht ankuppelbare Einheit bildet.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßeinrichtungen (6) tangential zur Wandung des Rohres bzw. des Behält­ nisses ausgerichtet sind.