DE7916212U1 - DEVICE FOR DISinfecting LIQUIDS - Google Patents
DEVICE FOR DISinfecting LIQUIDSInfo
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Description
Vorrichtung zum Entkeimen von FlüssigkeitenDevice for sterilizing liquids
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entkeimen von Flüssigkeiten mittels ultravioletter Strahlen, wobei als Strahlungsquelle eine Niederdruck-Hochstrom-Quecksilberdampflampe (UV-Lampe) verwendet wird, die mit einem am Entladungsrohr angeordneten blinddarmformigen Rohrstück (Blinddarm) versehen ist.The invention relates to a device for disinfecting liquids by means of ultraviolet rays, as Radiation source a low pressure high current mercury vapor lamp (UV lamp) is used, which is connected to an am Discharge tube arranged caecum-shaped tube piece (caecum) is provided.
Vorrichtungfj'zur Entkeimung von Flüssigkeiten, die ultraviolette Strahlungsquellen verwenden, sind beispielsweise aus der DE-OS 26 30 496 und aus der US-PS 3f 637'3^2 bekannt. Sofern das Entladungsrohr der UV-Lampe zur Einstellung des Quecksilber-Dampfdruckes einen Blinddarm besass, wurde bei den bisher verwendeten Vorrichtungen der Raum, in welchem die UV-Lampe befestigt war, im wesentlichen in drei thermisch voneinander getrennte Kammern geteilt:Use Vorrichtungfj'zur disinfection of liquids, the ultraviolet radiation sources, are known for example from DE-OS 26 30 496 and from US-PS 3 f ^ 637'3. 2 If the discharge tube of the UV lamp had an appendix to adjust the mercury vapor pressure, the space in which the UV lamp was attached was essentially divided into three thermally separated chambers in the devices used up to now:
In eine unterste Kammer, in welcher der"Blinddarm" der UV-Lampe sass, in eine mittlere Kammer, in welcher sich der Entladungsraum der Lampe befand, und welche von der zu entkeimenden Flüssigkeit umströmt wurde, und in einen oberen Teil, in welchem die Elektrodenkolben untergebracht waren, und der durch Kühlfinnen gekühlt wurde. Die Drei-In a lower chamber, in which the "appendix" of the UV lamp sat, in a middle chamber, in which the discharge space of the lamp was located, and which was flowed around by the liquid to be sterilized, and into a upper part in which the electrode pistons were housed and which was cooled by cooling fins. The three-
Kammer-Teilung erschien deshalb notwendig, damit einerseits die Betriebstemperatur der Entladungsstrecke (i.d.R.Chamber division therefore appeared to be necessary so that on the one hand the operating temperature of the discharge path (usually
"7 3000C) nicht den Blinddarm zu sehr aufheizte, der als kälteste Stelle (i.d.R. ;>-65°C) des Systems für den Quecksilber-Dampfdruck - und damit auch für die Strahlungsintensität - verantwortlich ist und andererseits auch der obere Raum durch die Entladungsstrecke nicht zu sehr aufgeheizt wurde, weil dieser von aussen zugängliche Raum aus Sicherheitsgründen nicht übermässig heiss werden durfte."7 300 0 C) did not heat up the appendix too much, which as the coldest point (usually;> - 65 ° C) of the system is responsible for the mercury vapor pressure - and thus also for the radiation intensity - and on the other hand also the upper space the discharge path was not heated up too much because this externally accessible space was not allowed to become excessively hot for safety reasons.
Damit die UV-Lampe überhaupt gezündet werden konnte, musste die ganze Blinddarmpartie vor dem Zünden über einen Heizwiderstand vorgewärmt warden. Diese Heizung wurde dann beim Einschalten des Anodenstromes wieder· ausgeschaltet. Im Betrieb wurde die Temperatur des Blinddarms durch die Rückheizung der Entladungsstrecke und die Temperatur der Umgebungsluft bestimmt. Diese wiederum schwankte mit der Wassertemperatur. Die Temperatur des Blinddarms musste deshalb je nach Jahreszeit durch geeignete Zwischenringe - durch die der Blinddarm mehr oder weniger in die unterste Kammer hineingesenkt wurde - korrigiert werden.In order for the UV lamp to be ignited at all, the entire appendix had to have a heating resistor before it was ignited be preheated. This heating was then switched off again when the anode current was switched on. in the Operation was the temperature of the caecum through the re-heating of the discharge path and the temperature of the surrounding air certainly. This in turn fluctuated with the water temperature. The temperature of the appendix therefore had to be depending on the season through suitable intermediate rings - through which the appendix more or less into the lowest chamber was lowered - to be corrected.
Die bisherigen Vorrichtungen besassen den Nachteil, dass beim Aufheizen des Blinddarms zur Zündung der mittlere Teil - und damit die Entladungsstrecke - kalt blieb. Das Quecksilber konnte daher dort wieder kondensieren, was die Zündung erschwerte. Andererseits wirkte sich die hohe Temperatur der Entladungsstrecke in der mittleren Kammer während des Betriebs ausserordentlich schädlich auf die Lebensdauer der UV-Lampe aus.The previous devices had the disadvantage that when heating the appendix to ignite the middle Part - and with it the discharge section - remained cold. The mercury could therefore condense there again, which the Ignition difficult. On the other hand, the high temperature of the discharge gap in the middle chamber had an effect extremely detrimental to the service life of the UV lamp during operation.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art anzugeben, bei der dieIt is the object of the present invention to provide a device of the type mentioned, in which the
Temperatur des Blinddarms auch während des Betriebs der Lampe definiert geregelt werden kann, die einfach aufgebaut ist und bei der die Lebensdauer der UV-Lampe grosser ist, als dieses bei den bisher verwendeten Vorrichtungen der Fall war.Temperature of the appendix can also be regulated in a defined manner during operation of the lamp, which is simply constructed and in which the service life of the UV lamp is greater than that of the devices previously used was the case.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Merkmale desThis object is achieved according to the invention by the features of
kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmässigecharacterizing part of claim 1 solved. Appropriate
Ausgestaltungen dieser Merkmale enthalten die Unteransprüche. Refinements of these features are contained in the subclaims.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im folgenden anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.Further details and advantages of the invention are given below with reference to the exemplary embodiments shown in the figures explained in more detail.
Hierbei zeigtHere shows
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemassen Vorrichtung,undFig. 1 shows a first embodiment of the invention Device, and
Fig. 2 eine modifizierte Ausführungsform der Vorrichtung nach Fig. 1FIG. 2 shows a modified embodiment of the device according to FIG. 1
Fig. 1 zeigt schematisch den Querschnitt einer Entkeimungsvorrichtung nach der Erfindung. Das zu entkeimende Medium 1 durchströmt dabei ein Leitungsrohr 2, in dem beispielsweise ein U-förmiges Entladungsrohr 3 der UV-Lampe 4 in einem Quarzschutzrohr 5 angeordnet ist. Die UV-Lampe 4 sitzt dabei in einem durchgehenden, nicht mehr in Kammern unterteilten Raum. Der obere Teil dieses Raumes, in welchem die Elektrodenkolben 6 sitzen, befindet sich oberhalb desFig. 1 shows schematically the cross section of a disinfection device according to the invention. The medium to be sterilized 1 flows through a conduit 2, in which, for example, a U-shaped discharge tube 3 of the UV lamp 4 in a quartz protective tube 5 is arranged. The UV lamp 4 sits in a continuous room that is no longer divided into chambers. The upper part of this room in which the electrode pistons 6 are located above the
Leitungsrohres 2 und ist über einen Kanal 7 mit dem unteren Teil des Raumes verbunden, in welchem sich der Blinddarm 8 und die Heizung 9 befinden. Der Verbindungskanal 7 steht in Wärmekontakt mit dem fliessenden Medium 1. Die Heizung 9 wird von einem Regler gesteuert, der mittels eines Temperaturfühlers 10 die Temperatur am Blinddarm 8 konstant hält. Mit 11 ist eine an dem Blinddarm 8 angeordnete Hochspannungs-Hochfrequenz-Zündelektrode bezeichnet, über die die UV-Lampe 4 gezündet wird.Line pipe 2 and is via a channel 7 with the lower Connected part of the room in which the appendix 8 and the heater 9 are located. The connection channel 7 is up in thermal contact with the flowing medium 1. The heater 9 is controlled by a controller, which by means of a temperature sensor 10 keeps the temperature at the appendix 8 constant. 11 is a high-voltage high-frequency ignition electrode arranged on the appendix 8 referred to, via which the UV lamp 4 is ignited.
Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung beruht auf der Tatsache, dass die durch die Heizung und die Entladung erwärmte Luft 12 nach oben steigt, in den Verbindungskanal 7 gelangt, hier im Kontakt mit dem Leitungsrohr 2 - an dem unter Umständen noch zusätzliche'Kühlbleche 14 angeordnet sein können - abgekühlt wird und dann die abgekühlte Luft wieder mit der UV-Lampe in Berührung kommt. Dabei wird zunächst der Raum um den Blinddarm 8 gekühlt. Die Zahl der Kühlbleche und ihre Dimensionierung sowie die Abmessungen der Fläche des Leitungsrohres 2, die mit der zu kühlenden Luft in Berührung kommt, sind derart gewählt, dass der Luftstrom 13 eine Temperatur aufweist, die unterhalb der Betriebstemperatur des Blinddarms 8 liegt. Die Einstellung der vorgegebenen Temperatur des Blinddarms erfolgt dann mit Hilfe der Heizung 9, die ihrerseits über den Fühler 10 geregelt wird.The mode of operation of this device is based on the fact that the air 12 heated by the heating and the discharge rises to the top, reaches the connecting channel 7, here in contact with the conduit 2 - on which additional cooling plates 14 may be arranged - is cooled and then the cooled air comes into contact with the UV lamp again. First of all, the space around the appendix 8 is cooled. The number of cooling plates and their dimensions as well as the dimensions of the surface of the conduit 2 that comes into contact with the air to be cooled are selected such that the air flow 13 has a temperature that is below the operating temperature of the appendix 8. The preset temperature of the appendix is then set with the aid of the heater 9, which in turn is regulated by the sensor 10.
Wird die Vorrichtung in der in Fig. 1 dargestellten Weise betrieben, d.h., sind die Elektrodenkolben 6 der UV-Lampe 4 nach oben und der Blinddarm 8 nach unten gerichtet, so erfolgt die Luftzirkulation allein durch Konvektion. IWhen the device is operated as shown in Fig. 1, i.e. the electrode bulbs 6 are the UV lamp 4 upwards and the appendix 8 downwards, air is circulated solely by convection. I.
Mti ι ·Mti ι ·
Obwohl der Blinddarm 8 direkt an das Entladungsrohr 3 anschliesst, lassen sich bei Betriebstemperaturen des Entladungsrohres 3 von "^30O0C mit der beschriebenen Vorrichtung noch Blinddarmtemperaturen von ^65 C definiert einstellen. Vorteilhaft bei der neuen Vorrichtung ist ferner, dass das Entladungsrohr 3 beim Zünden vorgewärmt wird, wodurch der Zündvorgang erleichtert wird. Ferner wird die Betriebstemperatur des Entladungsrohres gesenkt, was die Lebensdauer der UV-Lampe erhöht. Ausserdem braucht beim Einsatz der UV-Lampe der Blinddarm nicht mehr gezielt in die Oeffnung eingeführt zu werden, die sich bei den bisher verwendeten Vorrichtungen in der zwischen der untersten und der mittleren Kammer eingefügten Wand befand. Und schliesslich bleibt der Blinddarm frei zugänglich für die Zündelektrode, es entsteht keine Kollision mit der Heizung, die ja mit der Zündelektrode nicht in Wechselwirkung treten darf.Although the caecum 8 connects directly to the discharge tube 3, at operating temperatures of the discharge tube 3 of "^ 30O 0 C with the device described, appendix temperatures of ^ 65 C can be set. Another advantage of the new device is that the discharge tube 3 at Ignition is preheated, which facilitates the ignition process. Furthermore, the operating temperature of the discharge tube is lowered, which increases the service life of the UV lamp. In addition, when using the UV lamp, the appendix no longer needs to be specifically inserted into the opening that opens at The previously used devices was located in the wall inserted between the lowest and middle chambers, and finally the appendix remains freely accessible to the ignition electrode, there is no collision with the heater, which must not interact with the ignition electrode.
Fig. 2 zeigt schematisch den Querschnitt einer modifizierten Entkeimungsvorrichtung gemäss Figur 1. Das zu entkeimende Medium 1 durchströmt hierbei ebenfalls das Leitungsrohr 2, in dem das U-förmige Entladungsrohr 3 der UV-Lampe 4 im Quarzschutzrohr 5 angeordnet ist. Der obere Teil dieses Raumes befindet sich oberhalb des Leitungsrohres 2 und ist über den Kanal 7 mit dem unteren Teil des Raumes verbunden, in welchem sich der Blinddarm 8 und ein den Blinddarm axial umgebendes und zum Entladungsrohr 3 hin offenes Rohr befinden. Das Rohr besteht im Bereich seines offenen Endes 15 aus elektrisch isolierendem Material, beispielsweise aus Glas, und weist dort eine Oeffnung 17 zur Durchführung der Hochspannungs-Hochfrequenzzündelektrode 11Fig. 2 shows schematically the cross section of a modified one Disinfection device according to FIG. 1. The medium 1 to be disinfected also flows through the pipe 2, in which the U-shaped discharge tube 3 of the UV lamp 4 is arranged in the quartz protective tube 5. The upper part this room is located above the pipe 2 and is via the channel 7 with the lower part of the room connected, in which the caecum 8 and an axially surrounding the caecum and towards the discharge tube 3 out open pipe. The tube consists in the area of its open end 15 of electrically insulating material, for example made of glass, and has an opening 17 there for the passage of the high-voltage high-frequency ignition electrode 11
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auf. Im Bereich des entgegengesetzten Endes l6 weist das Rohr mindestens eine weitere Oeffnung 18 auf. Im Inneren des Rohres zwischen den Oeffnungen 17 und 18 sind die Heizung 9 und der Temperaturfühler 10 angebracht. Die Heizung 9 wird von einem Regler gesteuert, der mittels des Temperaturfühlers 10 die Temperatur am Blinddarm 8 konstant hält. Der Verbindungskanal 7 steht über Kühlbleche in Wärmekontakt mit dem fliessenden Medium 1.on. In the area of the opposite end 16, the tube has at least one further opening 18. Internally of the pipe between the openings 17 and 18, the heater 9 and the temperature sensor 10 are attached. the The heater 9 is controlled by a controller which, by means of the temperature sensor 10, keeps the temperature at the appendix 8 constant holds. The connecting channel 7 is in thermal contact with the flowing medium 1 via cooling plates.
Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung beruht ebenfalls im wesentlichen auf der Zirkulation von Luft im Inneren der Vorrichtung. Die durch die Entladung erwärmte Luft 12 gelangt an den Elektrodenkolben 6 vorbei in den Verbindungskanal 7 und wird an dem Leitungsrohr 2 sowie den zusätzlichen Kühlblechen 14 abgekühlt. Ein erster Teil 13a des abgekühlten Luftstroms 13 wird an der Aussenseite des Rohres unmittelbar zu dem Entladungsrohr 3 der UV-Lampe 4 geleitet. Ein zweiter Teil 13b des gekühlten Luftstromes tritt durch die Oeffnung 18 in das Rohrinnere ein, und wird mit Hilfe der Heizung 9 und des Temperaturfühlers 10 auf die vorgegebene Betriebstemperatur des Blinddarms 8 eingeregelt. Da der zweite Teil 13b des kühlenden Luftstroms vor allem die Aufgabe hat, die Betriebstemperatur des Blinddarms 8 konstant zu halten, braucht nur eine verhältnismässig geringe Luftmenge 13b durch das Innere des Rohres zu strömen.The mode of operation of this device is also based essentially on the circulation of air inside the Contraption. The air 12 heated by the discharge passes the electrode bulb 6 into the connecting channel 7 and is attached to the conduit 2 and the additional Cooling plates 14 cooled. A first part 13a of the cooled air flow 13 is on the outside of the tube passed directly to the discharge tube 3 of the UV lamp 4. A second part 13b of the cooled air flow occurs through the opening 18 into the interior of the pipe and is activated with the aid of the heater 9 and the temperature sensor 10 the predetermined operating temperature of the appendix 8 is regulated. Since the second part 13b of the cooling air flow primarily has the task of keeping the operating temperature of the appendix 8 constant, only one needs a relatively large amount small amount of air 13b to flow through the interior of the tube.
Wird die Vorrichtung in der in der Fig. 2 dargestellten Weise betrieben, d.h., sind die Elektrodenkolben der UV-Lampe nach oben und der Blinddarm 8 nach unten gerichtet, so erfolgt die Luftzirkulation bereits durch Konvektion. Zusätzliche Massnahmen, etwa die Einführung einer Luftumwälz-If the device is in the manner shown in FIG operated, i.e. if the electrode bulbs of the UV lamp are directed upwards and the cecum 8 is directed downwards, this takes place the air circulation already by convection. Additional measures, such as the introduction of an air circulation
mm 'J mmmm 'J mm
pumpe oder eines Gebläses, sind an und für sich nicht erforderlich, jedoch ist es manchmal zu empfehlen, einen Ventilator 19 einzubauen, da-:durch diese Massnahme die Luftzirkulation beschleunigt und eine bessere Kühlung des Entladungsrohres 3 bewirkt wird.pump or a blower, are not required in and of themselves, however, it is sometimes to be recommended to install a fan 19, so that by means of this measure the Accelerated air circulation and a better cooling of the discharge tube 3 is effected.
Vorteilhaft an der erfindungsgemässen Vorrichtung nach Fig. 2 ist, dass die Heizung 9 nur noch den zweiten Teil 13b des gekühlten Luftstromes 13 auf die Betriebstemperatur des Blinddarms erwärmen muss, so dass die Heizung entsprechend klein dimensioniert werden kann. Da der Hauptteil 13a des gekühlten Luftstromes 13 ohne Zwischenaufheizung über die Heizung 9 unmittelbar an das Entladungsrohr 3 gelangt, wird die Kühlwirkung des Luftstromes 13 darüber hinaus nun optimal ausgenützt. Hervorzuheben wäre auch noch, dass es aufgrund der geteilten Luftführung möglich ist, selbst bei Verwendung einer schwach dimensionierten Heizung 9 einen eine starke Kühlung, bewirkenden Ventilator 19 in den zirkulierenden Luftstrom 12, 13 einzubauen. Advantageously according to the device according to the invention Fig. 2 is that the heater 9 only the second part 13b of the cooled air flow 13 to the operating temperature of the appendix has to heat up, so that the heater can be dimensioned correspondingly small. Since the Main part 13a of the cooled air flow 13 without intermediate heating via the heater 9 directly to the discharge tube 3 reaches, the cooling effect of the air flow 13 is also now optimally used. To be highlighted would also be that it is possible due to the split air duct, even when using a weakly dimensioned one Heating 9 to incorporate a fan 19 causing a strong cooling in the circulating air flow 12, 13.
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Zusammenfassungsummary
In einer Vorrichtung zum Entkeimen von Flüssigkeiten mittels ultravioletter Strahlung bei der als Strahlungsquelle eine Niederdruck-Hochstrom-Quecksilberdampflampe (4) mit einem Entladungsrohr (3) verwendet wird, erfolgt die Kühlung der Lampe (4) über einen in der Vorrichtung zirkulierenden Luftstrom (12,13) und die Einstellung des Quecksilberdampfdruckes durch Erhitzen der abgekühlten Luft in einer Heizung (9) und Erwärmen eines blinddarmförmigen Rohrstückes (8) mit dieser aufgeheizten Luft. Um den Energieverbrauch bei dieser Aufheizphase zu verringern, sind in der Vorrichtung ausserdem Mittel vorgesehen, um einen ersten Teil (13a) des abgekühlten Luftstroms (13) unmittelbar zu dem Entladungsrohr(3) der Lampe (4) zu leiten. Ein verglichen mit dem ersten Teil geringer zweiter Teil (13b) des abgekühlten Luftstroms (13) wird durch die Heizung (9) erwärmt und dsm Blinddarm (8) zugeleitet.In a device for disinfecting liquids by means of ultraviolet radiation as the radiation source If a low-pressure, high-current mercury vapor lamp (4) with a discharge tube (3) is used, cooling takes place the lamp (4) via an air stream (12, 13) circulating in the device and the adjustment of the mercury vapor pressure by heating the cooled air in a heater (9) and heating a piece of caecum-shaped pipe (8) with this heated air. About energy consumption To reduce this heating phase, means are also provided in the device to a first To direct part (13a) of the cooled air flow (13) directly to the discharge tube (3) of the lamp (4). A compared with the first part, the second part (13b) of the cooled air flow (13) is heated by the heater (9) and dsm appendix (8).
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