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Einrichtung zur Behandlung von Flüssigkeiten mit ultravioletten Strahlen
Es
ist bekannt, Flüssigkeiten während der Einwirkung ultravioletter Strahlen durch
Rohrleitungen, z. B. aus Quarzglas, hindurchzuschicken oder die Flüssigkeit während
der Bestrahlung offen über ein flächenhaft ausgebildetes Mittel in dünner Schicht
herabfließen zu lassen.
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Es ist ferner eine Einrichtung bekannt, bei der das Hindurchströmen
der Flüssigkeit durch eine geschlossene Leitung mit der Ausbildung einer dünnen
Schicht, wie sie beim Herabströmen über große Flächen erreicht wird, kombiniert
ist. Dieser Effekt wird dadurch erreicht, daß bei dem bekannten Gerät zwei Zylinder
ineinandergestellt sind, und zwar so, daß zwischen ihnen ein verhältnismäßig kleiner
Zwischenraum besteht. Der innere Zylinder besteht aus einem für Ultraviolettstrahlen
möglichst durchlässigen Werkstoff, in dessen Innern (normalerweise in der Mittelachse
der Vorrichtung) ein oder mehrere Ultraviolettstrahlungsquellen angeordnet sind.
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Um in einfachen Rohrleitungen die gerade Strömungsrichtung der Flüssigkeit
zu ändern, hat man auch schon in mehr oder weniger großer Anzahl sogenannte Drallkörper
vorgesehen.
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Bei der Anordnung von zwei Rohrleitungen ineinander, die voneinander
nur einen verhältnismäßig kleinen Abstand aufweisen, war man bisher der Ansicht,
daß auf Grund der sich in dem Zwischenraum ausbildenden Flüssigkeitsschicht der
bei der Bestrahlung der zu behandelnden Flüssig-
keit erreichbare
Effekt nicht mehr verbessern lasse.
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In,sbesondere glaubte man, daß die Anordnung und Unterbringung von
Mitteln, die die natürliche Strömungsrichtung der Flüssigkeit ändern, zwischein
den beiden Rohren auch praktisch nicht mehr durchführbar ist oder, sofern dies unter
Aufwendung besonderer Mittel und Arbeit dochtgelingen sollte, der Aufwand in keinem
Verhältnis zu der damit erreichbaren Wirkung steht.
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Es hat sich nun gezeigt, daß diese Ansicht vollkommen abwegig ist,
und daß die Wirkung der ultravioletten Strahlen auf Flüssigkeiten, die in an sich
bekannter Weise zwischen zwei ineinandergestellten Rohren hindurchströmt, in außergewbhw
lichem Maße gesteigert und verbessert werden kann.
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Die vorliegende Erfindung macht nun von dieser Tatsache Gebrauch
und erreicht damit einen wesentlich besseren Erfolg, vor allem in bezug auf die
Sterilisierung bzw. Vitaminisierung von Flüssigkeiten durch ultraviolette Strahlen.
Dieser Erfolg ist vor allem damit zu erklären, daß die strömende Flüssigkeit nicht
nur in dünner Schicht, sondern auch auf einen sehr langen Weg bei sehr kleinem Querschnitt
und unter vielfacher Änderung ihrer Strömungsrichtung der Ultraviolettstrahleneinwirkung
unterliegt.
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Die Erfindung besteht darin, daß in einem Durchflußgerät zur Behandlung
von Flüssigkeiten mit ultravioletten, Strahlen, das aus mindestens zwei ineinandergestellten
Rohren besteht, zwischen denen nur ein vergleichsweise gerugerAbstand vorhanden
ist und die zu behandelnde Flüssigkeit durch den Zwischenraum zwischen den beiden
Rohren hindurchströmt, wobei die Strahlungsquelle in dem Innenraum des inneren Rohres
angeordnet ist, Mittel vorgesehen sind, die die natürliche Strömungsrichtung der
Flüssigkeit während der Behandlung mehrfach ändern.
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Der Gegenstand der Erfindung kann in sehr verschiedenartiger Weise
ausgebildet werden und ist in ender Zeichnung in mehreren Beispielen und in schematischer
Form dargestellt.
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Die Fig. I zeigt die neue Einrichtung als Durchflußgerät, das aus
den beiden ineinandergestellten Zylindern I und 2 besteht, mit in der Mittelachse
angeordneter Strahlungsquelle 3 und den Zu- und Abführungs.stutzen 4 und 5 für die
Flüssigkeit. In den Zwischenraum 6 zwischen den beiden Zylindern I und 2 ist ein
schraubenförmiges Führungsorgan 7 vor.gesehen,<das als Wendel ausgebildet ist.
Die Flüssigkeit, die durch den Stutzen 4 in den Behandlungsraum eintritt, umströmt
also das beispielsweise aus Quarzglas bestehende innere Rohr 2 in vielen Windungen,
und zwar, da der Zwischenraum zwischen den Rohren I und 2 vergleichsweise klein
ist, in dünner Schicht mit hoher {ieschwin1dibClieit und. mit vielfacher Änderung
wider Strömungsrichtung. Damit wird, wie leicht einzusehen ist, ein Optimum der
erwünschten Strahleneinwirkung auf die Flüssigkeit herbeigeführt. Den Behandlungsraum
der Einrichtung verläßt das Gut durch den oberen Stutzen 5. Der Führungsteil 6 kann
z. B. aus einem metallischen Werkstoff in Blechform oder aus einem keramischen Stoff
bestehen und ist leicht ein- und ausbaubar.
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In jeder Fig. 2, die in bezug auf die Anordnung der Teile der Einrichtung
und deren Bezeichnung mit der Fig. I weitt,ehend übereinstimmt, ist das Führungsmittel
8 mit dem Außenzylinder I fest verbunden. In dieser Darstellung zeigt der Außenzylinder
auf seiner Innenseite, also in Richtung des inneren Zylinders, wendelförmig verlaufende
Rippen, in deren Zwischenräumen 1die Flüssigkeit durch den engen Behan1dilungsraum
zwischen den beiden Rohren durch die Vorrichtung hindurchströmt und dabei bestrahlt
wird. Die Rippen 8 reichen möglichst nahe an den oberen Zylinder 2 heran.
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Auf die vorgezeichnete Weise gelingt es, die Flüssigkeit während
der Behandlung nicht nur in dünner Schicht auf wider Außenfläche des inneren Rohres
entlangströmen zu lassen, sondern die einzelnen Teile der Flüssig,keit durch eine
dauernde Änderung ihrer Strömungsrichtung auf Grund inniger Durchmischun.g immer
wieder an die günstigste Stelle der Strahleneinwirkung heranzuführen.
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Die neue Einrichtung gestattet noch eine weitere Steigerung der Ultraviolettstrahleneinrichtung
insofern, als es mit ihr leicht möglich ist, auf Grund ihrer erfindungsgemäßen Ausbildung
die Strömung des Gutes turbulent zu gestalten. Zu diesem Zweck kann die Flüssigkeitsführung
vergleichsweise lang aus1gebildet sein.
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Die Herbeiführung einer gegebenenfalls besonders ungeordneten und
turbulenten Strömung des Flüssigkeit kann auch auf die Weise erreicht werden, daß,
wie in Fig. 3 dargestellt, der äußere Mantel I aus sogenannten Warzenglas besteht,
wobei die Unebenheiten des Glases zweckmäßigerweise auf beiden Seiten der Oberfläche
vorhanden sind.
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Diese in der Fig. 3 angedeuteten Warzen sind z. B. hohle, linsenförmige
Erhöhungen, die sowohl nach der Innenseite, also in Richtung 1des Rohres 2, als
konvexe Erhöhungen 9, als auch nach der Außenseite als konkave Gebilde 10 angeordnet
sind. Die Anordnung dieser Erhöhungen auf der Rohroberfläche kann ,beliebig sein;
in der Fig. 3 sind diese zueinander versetzt angebracht. Die linsenförmigen Erhöhungen
sind, wie bei dem sogenannten Warzen glas üblich, hohl ausgebildet. Strömt nun die
Flüssigkeit bei einer nach Fig. 3. ausgebildeten Vorrichtung durch den Behandlungsraum
zwischen den Rohren I und 2 hindurch, so wird sie nicht nur an sehr vielen Stellen,
und ewar überall dort, wo sie auf eine konvexe Erhöhung 9 trifft von ihrer normalen
Strömungsrichtung abgelenkt, sondern es bilden sich in ihr auch eine große Anzahl
von Wirbeln überall dort, wo sie in die Hohlräume, die die konkaven Erhöhungen Io
bilden, hineinströmt.
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Dieses Spiel wiederholt sich auf den mehr oder weniger langen Weg
der Flüssigkeit in der Apparatur bei jeder Warzenreihe. Die Vorteile dieser Einrichtung
bestehen darin, 1d1aß sie je nach der Höhezder nach innen gerichteten Warzen, die
selbstverständlich den Abmessungen des Behand-
lungsraumes, d. h.
dem Durchgangsquerschnitt der Flüssigkeit, angepaßt sind, analog den Wirkungen der
Führungsteile in den Fig. I und 2, eine sehr gute Haltung des Innenrohres 2 bildet
und darüber hinaus nicht nur die Verwendung des an sich wohlfeilen Warzenglases
zur Herstellung des Außenrohres gestattet, sondern auch durch die Oberflächen1ausbild,unlg
des Rohres. I eine weitestgehende Streuung des von der Strahlunfgsquelle ausgehenden
Lichtes in den Raum und damit eine Minderung der eventuellen nachteiligen Wirkungen
der Strahlen herbeigeführt.