DE7341105U - Reinigungsvorrichtung fuer zylinderfoermige fluid-sterilisationskammer - Google Patents
Reinigungsvorrichtung fuer zylinderfoermige fluid-sterilisationskammerInfo
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Description
Reinigungsvorrichtung für zylinderförmige Fluid-Sterilisationskammer
Die Erfindung bezieht sich auf eine zylinderförmige Fluid-Sterilisationskammer mit einer koaxial angeordneten
inneren zylindrischen Hülse, hinter deren für Ultraviolett-Strahlen durchlässigem Mantel eine Ultraviolett-Strahlungsquelle
angeordnet ist, wobei aie Reinigungsvorrichtung innerhalb der Sterilisationskammer
während des Strömens bzw. Stehens des zu sterilisierenden
Fluids auf und ab bewegbar ist.
Wassersterilisatoren können Ultraviolett-Strahlungsquellen
als Quelle für die Erzeugung einer Ultraviolettstrahlung enthalten und weisen gewöhnlich eine
längliche Ultraviolett-Bestrahlungsröhre auf, die koaxial zur Acise einer zylinderförmigen Sterilisationskammer genaltert
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
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Flusses mittlere Verweildauer der Flüssigkeit innerhalb der Kammer ausreichend ist, um ein bakteriostatisches
Fluid am Auslaß des Sterilisationszylinders zu erhalten. Wenn dieser "bakteriostatische" 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 Sterilisationskammer
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
aufrachtzuerhalten, welcher die Schutzhülse und anschließend die zu sterilisierende Flüssigkeit durchdringt.
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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 der Fluidströmung verringert, wodurch der Sterilisations-Wirkungsgrad des Sterilisators verringert
und die Herstellungs- und Betriebskosten gesteigert werden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine wirkungsvolle Reinigungsvorrichtung zu schaffen, um mineralische
und andere Ablagerungen von der die Ultraviolett-Bestrahlungsquelle umgebenden Schutzoberfläche zu entfernen,
wobei die Vorrichtung durch die kombinierte Wirkung der Fluidströmung durch die Kammer einerseits und
durch das Eigengewicht der Reinigungsvorrichtung andererseits in Betrieb gesetzt wird, sobald die Fluidströmung
angehalten wird.
Bei einer Reinigungsvorrichtung der eingangs erwähnten Gattung wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst
durch:
a) ein erstes ringförmiges Organ mit einer Bohrung zum Fluiddurchtritt;
b) ein innen liegendes flexibles Organ, das am ersten ringförmigen Organ befestigt und dabei
radial nach innen gerichtet ist und das mit seinem inneren Ausschnitt, dessen Durchmesser
kleiner ist als der Durchmesser der für Ultraviolett-Strahlen durchlässigen Hülse, schräg
unter Spannung an der Außenfläche der Hülse anliegt;
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c) ein äußeres flexibles, federndes Organ, das am ersten ringförmigen Organ befestigt und
dabei radial nach außen gerichtet ist sowie dessen Außenrand schräg unter Spannung gegen
die Innenwand der Sterilisationskammer gedrückt ist; wobei die Reinigungsvorrichtung
bei stehendem Fluid infolge ihres Eigengewichtes eine Fallbewegung ausführt und dabei
das innen liegende Organ an der für Ultraviolett-Strahlen durchlässigen Hülse unter deren Reinigung entlangkratzt, und
wobei eine Bohrung im ersten ringförmigen Organ das Fluid von der einen Seite der Reinigungsvorrichtung
auf deren andere Seite gelangen und damit durch die Sterilisationskammer hindurchtreten läßt.
Die Reinigungsvorrichtung bildet eine dichtende, kolbenartige Anordnung innerhalb des Sterilisators zwischen
der äußeren Sterilisatorwand und der inneren Schutzhülse, um so eine ausreichende Entfernung der Ablagerungen
von der Schutzoberfläche der Hülse zu gewährleisten, wobei hohe Strahlungsflußintensitäten innerhalb
der Flüssigkeit bei minimaler Verweildauer der Flüssigkeit in dem zur Abtötung vorgesehenen Sterilisator
aufrechterhalten werden können.
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.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts einer Pluid-, 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;
Fig. 4 eine Draufsicht auf die Reinigungsvorrichtung;
Fig. 5 einen Schnitt V-V in Fig. 4; und
Fig. 6 einen gestreckten Schnitt längs der geknickten Linie VI-VI in Fig. 4.
Die in Fig. 1 dargestellte Fluid-, insbesondere Wasser-Sterilisationskammer 10 umfaßt eine hohle zylindrische
Kammer 11, in welcher koaxial zu ihrer Längsachse eine mit einem Mantel bzw. einer Schutzaußenfläche
52 versehene Hülse 53 aus geschmolzenem Kieselerdeglas (Quarz) angeordnet ist, die für Ultraviolett-Strahlung
durchlässig ist. Innerhalb der Hülse 53 ist eine nicht dargestellte, längliche Strahlungsquelle, wie beispielsweise
eine Ultraviolettlampe, angeordnet. Die Hülse 53 aus Kieselerdeglas gestattet den Durchgang der Ultraviolettstrahlung
in den Bereich zwischen der Hülse 53
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und der Innenwand der Kammer 11, durch welchen die zu sterilisierende Flüssigkeit bzw. das zu sterilisierende
Fluid (Strömungsmedium), beispielsweise Wasser, hindurchgeleitet wird.
Eine Reinigungsvorrichtung (kurz Reiniger genannt) 12 ist innerhalb dieses Bereiches (zwischen der HUlse
53 und dem Zylinder 11) angeordnet, welcher einen Metallring 13 aufweist, an dessen äußerer Umfangsfläche radial
vorstehend eine flexible, halbsteife Gummimembran 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, eine ebenfalls strahlungsbeständige, halbsteife Kunststoffmembran oder flexible
Metallmembran 15 befestigt. Mit Hilfe der Ring-Membran 15 ist es möglich, eine Schab- bzw. Kratzbewegung gegen
die Schutzoberfläche 52 auszuüben, während gleichzeitig zwischen dem Metallring 13 und der Außenfläche 52 eine
verhältnismäßig gute wasserdichte Abdichtung besteht. Der Metallring 13 besteht vorzugsweise aus zwei Hälften
13a und 13b (Fig. 5), die mit Hilfe von geeigneten, nicht dargestellten Mitteln zusammengefügt sind und die nach
Art einer Sandwichstruktur die Membranen 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 beiden Membranen 14 und 15 sowie des Metallringes
13 erfordern eine sorgfältige Auswahl, da, wie nachstehend erläutert ist, das tatsächliche Gewicht des
Reinigers 12 ebenso wichtig ist wie die Biegeeigenschaften der Membran 15.
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Bei dem Betrieb des Sterilisators strömt das zu sterilisierende Fluid 5*\ 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 Membranen 14 und
15 und die Bohrungen 16 in dem Metallring 13 gestatten einen Durchtritt des Wassers durch den Reiniger), baut
sich bei strömendem Wasser 5^ unterhalb des Reinigers
12 ein Druck auf (Fig. 2), welcher eine Kraft F.. erzeugt,
die den Reiniger nach oben zu heben versucht. Der Sickerverlust L verringert diese Kraft auf die
tatsächliche Kraft Fn. Einer derartigen Anhebung des Reinigers nach oben widersetzen sich das Gewicht W des
Reinigers, die Reibungskraft f an der zylindrischen Wand und die Reibungskraft f_ an der Schutzoberfläche
52. Wenn die Kraft F_ größer ist als diese entgegenge-
\j
setzten 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 der inneren
Membran 15 bestimmt. Es wurde gefunden, daß eine bürstenartige, texturierte Membran 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_ und f_
P s
sowie seines Eigengewichtes W sehr stark nach oben bewegt wird.
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Solange das Wasser durchströmt, wird der Reiniger 12 an der Oberseite des Sterilisators 10 gehalten. Sobald
die Strömung aufhört, wird die Kraft F„ (welche
die einzige Kraft darstellt, die den Reiniger 12 an der Oberseite des Sterilisators 10 hält, wenu 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 Membranen 14 und 15 an der zylindrischen Wand 11 (Reibungskraft
f ) und an der Schutzaußenfläche 52 (Reibungskraft f ), 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 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 (Fig. 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 der Reiniger 12 folgende Abmessungen aufweisen kann:
Metallring 13: Innendurchmesser 3,675 cm;
Außendurchmesser 6, 350 cm;
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flexible Membran 15: Innendurchmesser 2,225 cm;
Außendurchmesser 3,675 cm;
flexible Membran I2J: Innendurchmesser 6,350 cm;
Außendurchmesser 7,937 cm;
öffnungen 16: Durchmesser 0,159 cm;
Gewicht W des
Reinigers 12: etwa 227 P·
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Claims (7)
1. Reinigungsvorrichtung für eine zylinderförmige Fluid-Sterilisationskammer
mit einer koaxial angeordneten inneren zylindrischen Hülse, hinter deren für Ultraviolett-Strahlen
durchlässigem Mantel eine Ultraviolett-Strahlungsquelle angeordnet ist, wobei die Reinigungsvorrichtung
innerhalb der Sterilisationskammer während des Strömens bzw. Stehens des zu sterilisierenden Fluids auf
und ab bewegbar ist,
gekennzeichnet durch
a) ein erstes ringförmiges Organ (13) mit einer Bohrung (16) zum I-luiddurchtritt;
b) ein innen liegendes flexibles Organ (15), das am ersten ringförmigen Organ (13) befestigt und dabei
radial nach innen gerichtet ist und das mit seinem inneren Ausschnitt, dessen Durchmesser kleiner ist
als der Durchmesser der für Ultraviolett-Strahlen durchlässigen Hülse (53)
> schräg unter Spannung an der Außenfläche der Hülse (53) anliegt;
c) ein äußeres flexibles, federndes Organ (14), das
am ersten ringförmigen Organ (13) befestigt und dabei radial nach außen gerichtet ist sowie dessen
Außenrand schräg unter Spannung gegen die Innenwand der Sterilisationskammer (11) gedrückt ist, wobei
die Reinigungsvorrichtung bei stehendem Fluid infolge ihres Eigengewichtes eine Fallbewegung ausführt
und dabei das innen liegende Organ (14) an der für Ultraviolett-Strahlen durchlässigen Hülse
(53) unter deren Reinigung entlang kratzt, und wobei
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eine Bohrung (16) im ersten ringförmigen Organ (13) das Fluid von der einen Seite der Reinigungsvorrichtung
auf deren andere Seite gelangen und damit durch die Sterilisationskammer hindurchtreten läßt.
2. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das erste ringförmige Organ (13) mehrere Bohrungen (16) aufweist.
3. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (16) auf den Umfang
des ersten ringförmigen Organs (13) verteilt angeordnet sind.
4. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste ringförmige
Organ ein Metallring (13) ist.
5. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere flexible, federnde
Organ ein fester Ring (14) aus einer halbsteifen Gummimembran ist.
6. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das flexible9 innere Organ
eine halbsteife, strahlungsbeständige Kunststoffmembran (15) ist.
7. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3» dadurch
gekennzeichnet, daß das flexible, innere Organ (15) aus flexiblem Metallblech besteht.
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