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Vorrichtung zur Behandlung von Flüssigkeiten mit ultravioletten Strahlen.
Bei den derzeit üblichen Apparaten zur Behandlung von Flüssigkeiten durch ultraviolette Strahlen wird in der Regel die zu bestrahlende Flüssigkeit entweder in einer dünnen Schichte oder aber durch Leitflächen im Zickzackwege an der (Quarz-) Lampe vorbeigeleitet. Die letztere Methode führt, wo es sich um sehr gründliche Behandlung der Flüssigkeit oder um eine nicht vollkommen klare Flüssigkeit handelt, nicht zu günstigen Resultaten, die erstere Methode ist viel zuverlässiger, gibt aber meist nur Apparate von kleiner Leistung.
Gemäss vorliegender Erfindung wird die Flüssigkeit zuerst in einem grossen Behälter mit verschiedenen Durchgangsquerschnitten, also in starken und schwächeren Schichten, und hierauf in dünnem Band, in einem von Quarzplatten gebildeten Kanal durchleuchtet, der sehr nahe an die gemeinsame Lichtquelle herangerückt ist, um derart die Durchleuchtung kräftig wirksam zu gestalten. Zum Einführen der gezündeten Lampe in die Betriebsstellung dient ein enger Schlitz, der nur wenig breiter ist als das Leuchtrohr. Es ist schon im österr. Patent Nr. 56830 eine Sterilisiervorrichtung durch ultraviolette Strahlen beschrieben, bei welcher die Lampe von oben in eine Kammer eingehängt ist, deren Wände rechteckige in Fassungen gehaltene Quarzplatten bilden, an welche sich nach oben zu schräge Wandflächen der Kammer anschliessen.
Dabei ist der Lichtverlust infolge der Reflexion und der Metallfassungen in den Ecken der Kammer ein erheblicher, der um so mehr in Betracht kommt, als der Abstand der Quarzwandungen von der Lampe ein grösserer ist und die Wirksamkeit der Strahlung im umgekehrten Verhältnis zur Grösse des Abstandes abnimmt. Diese Nachteile werden bei der engen konzentrischen Anordnung des Quarzkanals um das Lampenrohr und den engen Einführschlitz vermieden, der das Zünden der Lampen ausserhalb des Betriebsraumes ermöglicht, was bei dem genannten älteren latent gar nicht vorgesehen war.
Gemäss der Erfindung können auch die Wandungen von miteinander gekuppelten und eine gemeinsame Lampe besitzenden Flüssigkeitbehältern voneinander entfernbar angeordnet sein, um der Lampe mehr Spielraum geben zu können, wobei das Kippen der Lampe selbsttätig beim Verstellen der Lampe oder des Flüssigkeitsbehälters erfolgen kann.
In der Zeichnung sind zwei schematische beispielsweise Ausführungsformen des Gegenstandes der Erfindung veranschaulicht, und zwar in Fig. i und 2 bzw. 4 und 5 in je einem senkrecht zur Lampenachse und parallel zur Lampenachse führenden Vertikalschnitt. Fig. 3 ist eine
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der Lampenverstell-und Kippeinrichtung zu Fig. 4 und 5, und zwar ist Fig. 6 ein Aufriss, Fig. 7 eine Oberansicht.
Die Vorrichtung besteht aus einem Gehäuse 1, das in zwei Kammern I, II unterteilt ist, die durch einen engen vom Quarzkanal 2, 3 gebildeten Kanal III miteinander in Verbindung stehen. Die Innenwandung 3 des Kanals III bildet gleichzeitig den Abschluss der Bohrung 4 des Gehäuses, in welcher die Quarzlampe 5 untergebracht ist, die als gemeinsame Lichtquelle sowohl für die Durchleuchtung des Kanals III als auch der Kammern I und II dient.
Der Behälter 1 hat stellenweise nach einwärts gezogene Wandungen, welche die Durchtrittsquerschnitte für die Flüssigkeit verengen und ist an einer Stelle mit einem durchlaufenden Querschlitz 6 versehen, der von aussen zur Bohrung 4 reicht und zum Einführen sowie Herausnehmen der Quarzlampen 5 bestimmt ist. Das Leuchtrohr der Quarzlampe ist nämlich in verhältnismässig kleinem Abstand von den gebogenen Quarzplatten 2 umgeben, damit die Bestrahlung der durch den Kanal III strömenden Flüssigkeit eine recht intensive wird und da gestattet es die Enge der Bohrung 4 nicht, die Quarzlampe zwecks Zündens zu kippen ; dieselbe muss daher durch den Schlitz 6 aus dem Betriebsraum bewegt werden, damit man sie ausserhalb der Bohrung
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angeordnet werden.
Die Lampe ist an einer Schubstange 8 bei 9 angelenkt und läuft in Führungen 10. Eine Feder 11 hält die Lampe in ihrer normalen Arbeitsstellung, in welcher der Träger 7 in geeigneter Weise gehalten wird, z. B. auf den Stützen ïa ruht. Beim Herausziehen stösst der Träger 7 an einen beispielsweise an der Führung befestigten Anschlag 12 (Fig. 2), wodurch die Lampe gekippt und gezündet wird. Die Feder 11 bringt hernach die Lampe in die Normalstellung zurück. Die Verbindung zwischen der Lampe und dem Träger besorgen Klammern 13, welche die ausserhalb des engen Schlitzes 6 befindlichen Polgefässe 5a und 5b umgreifen und entweder unmittelbar oder unter Zwischenschaltung von Federn 14 an den Träger angeschlossen sind.
Die Federn
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werden bei fahrbaren Apparaten, die bei der Fortbewegung Stössen ausgesetzt sind oder bei Apparaten, bei denen ein nahe angebrachter Antriebsmotor stärkere Erschütterungen hervorruft, eingebaut, um die empfindliche Lampe zu schützen. Bei fahrbaren Apparaten wird aus demselben Grunde die Lampe aus dem Leuchtraum 4 herausgezogen, so dass sie in der Ruhestellung oberhalb des Schlitzes 6 verbleibt, wo die Gefahr eines durch Erschütterungen herbeigeführten Anstossens der Lampe am Gehäuse 1 nicht vorliegt.
Die den Kanal III bildenden segmentförmig gebogenen Quarzplatten 2 und 3 sind in gemeinsamen Stirnscheiben 15 (Fig. 3) unter Benutzung entsprechenden Dichtungsmaterials gelagert.
Jede Kanalwandung besteht aus einer, zwei oder mehreren Platten, die unabhängig voneinander ausgewechselt werden können. Die Stirnscheiben 15 sind durch Stehbolzen 16 miteinander verbunden, sitzen konisch in der Bohrung 4 eingeschliffen und werden von der Überwurfmutter 17 in ihrer Stellung gehalten. Die Quarzplatten 2 und 3 müssen aber nicht konzentrisch liegen, sie können auch derart exzentrisch zueinander angebracht sein, dass sich der Kanal III gegen das Auslaufende hin immer mehr verengt.
Die zu behandelnde Flüssigkeit, z. B. zu sterilisierendes Wasser, gelangt bei 18 in die Kammer 1 und läuft durch den Kanal III in einem breiten dünnen Band, kommt dann in die Kammer II und verlässt bei 19 in sterilisiertem Zustand den Apparat. Während des Durchganges steht die Flüssigkeit auf dem ganzen Wege unter dem Einfluss der ultravioletten Strahlen, und zwar ist der Vorgang der folgende : In den Teilen der Kammer 1 wird schon ein grosser Teil der Bakterien durch das ultraviolet'te Licht abgetötet, wobei infolge einer Pulsation durch die Querschnittsverengung bei 20 das Wasser durchgemischt wird, so dass sich das weniger bestrahlte (weiter von der Lampe entfernte) mit dem stärker bestrahlten (näher der Lampe befindlichen)
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geschwindigkeit und nochmaliger Pulastion dient dazu, um allenfalls zurückgebliebene vereinzelte Keime zu töten.
Gemäss der Ausführungsform nach Fig. 4 bis 7 sind zwei Apparate miteinander gekuppelt, und zwar in der Weise, dass sie eine gemeinsame Lichtquelle besitzen und entweder hintereinander geschaltet arbeiten können, wobei die zu behandelnde Flüssigkeit, z. B. trübes oder sonst schwer sterilisierbares Wasser ähnlich wie vorstehend beschrieben, beide Apparate durchströmt, oder die Apparate arbeiten parallel geschaltet und in jedem wird ein gesondertes Flüssigkeitsquantum behandelt. Zu diesem Ende sind die Gehäuse der beiden Kammern I und II durch eine biegsame Leitung 21 mit einem Umschaltorgan 22 verbunden und die Flüssigkeit tritt z. B. bei Hinter-
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Kammer II und verlässt bei 19 die Vorrichtung.
Bei Parallelschaltung tritt ein Flüssigkeitsquantum bei 18 in den Behälter 1, strömt durch den Kanal lIla und verlässt den Apparat bei 22.
Ein anderes Flüssigkeitsquantum fliesst bei 19 in den Behälter 1I, strömt durch den Kanal IIlb und verlässt den Apparat bei 22 oder die Flüssigkeiten treten durch zwei gesonderte Auslässe aus den Kammern 1 und 1I, so dass die doppelte Flüssigkeitsmenge behandelt werden kann.
Um bei dieser Anordnung die Bedienung der Lampe zu ermöglichen und um bei transportablen Apparaten auch die Beschädigung der Quarzlampe durch Erschütterungen hintanzuhalten, sind die beiden Gehäuse la und lb, zwischen deren gegenüber oder aneinander liegenden Wandungen die Lampe sich befindet, voneinander entfernbar. Hierdurch wird der freie Raum zwischen Lampe und Behältern vergrössert und die Lampe kann dann auch gekippt werden. Die Vergrösserung des Zwischenraumes zwischen beiden Behältern kann entweder erfolgen, indem beide Teile la und 1b in entgegengesetzter Richtung voneinander bewegt werden, oder wie gezeichnet, indem ein Teil (la) fix bleibt, während der zweite Behälter (lb) verschoben wird.
Beispielsweise kann die Bewegung durch einen Schraubentrieb 23 mit Kegelräderübertragung 24 von einer Handkurbel 25 aus erfolgen oder durch Kniehebel u. dgl.
Bei der Auswärtsbewegung wird die Quarzlampe auch selbsttätig gekippt und dann beim Zusammenbringen der Teile la und lb wieder in ihre Arbeitsstellung zurückgebracht. Gemäss der dargestellten Anordnung sitzt die Lampe auf dem Träger 7 (Fig. 6,7), der vom Arm 26 in der Vertikalebene schwingbar gehalten wird. Der Arm 26 sitzt auf einer Querleiste 27, die mit den zwei Gleitstäben 28 verbunden ist, welch letztere in Führungen 29 des feststehenden Gehäuses la laufen. Am verschiebbaren Gehäuse lb ist eine Mitnehmergabel 30 befestigt, deren Zinken über einen Bolzen 31 des Gleitstabes greifen und letzteren verschieben.
Die Anordnung ist dabei derart getroffen, dass die Mitnahme des Bolzens 31 bzw. der Stäbe 28 erst erfolgt, nachdem der Behälter lb eine Weglänge bei seiner Auswärtsbewegung zurückgelegt hat, um den Abstand der Lampe auch von diesem Behälter zu vergrössern. Durch die Gleitstäbe werden auch die Teile 27 und 7 sowie die Lampe mitverschoben, bis eine Nase 32 des Trägers 7 an einen feststehenden Anschlag 33 kommt, wodurch ein Niederdrücken der einen Seite des Hebels 7 und mithin ein Kippen und Zünden der Lampe herbeigeführt wird.
Sobald das Kippen erfolgt ist, stösst auch das Gehäuse 1b gegen einen Begrenzer 34 und die hierdurch beendete Auswärtsbewegung kann
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dann von einer in rückläufigem Sinne gerichteten Bewegung abgelöst werden, die den Behälter lb und die Lampe in die Betriebslage zurückbringt. Die richtige Stellung der Lampe wird auch hier durch eine Feder 11, ein Übergewicht o. dgl. gesichert.
Zum Schutze der ausserhalb des Sterilisierbehälters liegenden Polgefässe 5a, 5b der Lampe sind Verschalungen 35 vorgesehen, die kleine Beobachtungsfenster 36 besitzen.
PATENT-ANSPRÜCHE : I. Vorrichtung zum Behandeln von Flüssigkeiten mit ultravioletten Strahlen, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit in einem Behälter mit verschiedenen Durchgangsquerschnitten bei einer im allgemeinen grossen Schichtendicke und in einem durch doppelte Quarzwände gebildeten Kanal in kleiner Schichtendicke behandelt wird, wobei die von der Lampe ausgesandten ultravioletten Strahlen zuerst den engen Quarzkanal passieren und von diesem austretend die anderen Durchgangsquerschnitte belichten.