DE3011817A1 - Vorrichtung zum sterilisieren von fluessigkeiten, insbesondere wasser - Google Patents
Vorrichtung zum sterilisieren von fluessigkeiten, insbesondere wasserInfo
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Description
Vorrichtung zum Sterilisieren von Flüssigkeiten, insbesondere Wasser
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Sterilisieren von Flüssigkeiten, insbesondere Wasser, mittels einer Lichtquelle,
die ultraviolette Strahlung erzeugt und eine von der zuvor durch ein Filter geleitete Flüssigkeit durchströmte
Kammer durchstrahlt.
Es sind verschiedene derartige Vorrichtungen, beispielsweise zur Reinigung von Wasser, bekannt,die mit einer oder
mehreren ultravioletten Strahlungsquellen arbeiten, welche innerhalb eines großen Zylinders von zylindrischen Schutzrohren
umgeben sind, wobei das Wasser durch den großen Zylinder zwischen den Schutzrohren hindurchgeleitet wird. In
diesem Zusammenhang wird verwiesen auf die US-PS 3 456 107/ 3 462 597, 3 562 520 und 3 566 105.
Es ist außerordentlich wichtig, daß Vorrichtungen der genannten Art tatsächlich, wie vorgesehen, funktionieren, d.h.
mit ausreichender Reinigungswirkung. Außerdem muß, sollte sich aus irgendeinem Grunde die Sterilisierwirkung verringern,
so daß die Qualität des abgelieferten Wassers nicht mehr gewährleistet werden kann, Vorsorge getroffen sein, daß sich
die Vorrichtung automatisch abschaltet und kein Wasser, in welchem die Bakterien nur in ungenügendem Maße abgetötet sind,
durchläßt.
Es ist weiterhin bei derartigen Vorrichtungen sehr wichtig, daß die der ultravioletten Bestrahlung ausgesetzte Flüssigkeit
klar und frei von suspendierten Teilchen ist, weil die Lichtdurchlässigkeit für ultraviolettes Licht beträchtlich
absinkt, wenn die Flüssigkeit schlammig ist. Es gehört deshalb zu der Sterilisiervorrichtung ein Filter mit einer
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leicht auswechselbaren Filterpatrone, durch welche die Flüssigkeit geleitet wird, bevor sie die Kammer erreicht,
in welcher sie dem ultravioletten Licht ausgesetzt wird.
Die oben genannten bekannten Sterilisiervorrichtungen haben den Nachteil, daß sie verhältnismäßig aufwendig und teuer
sind, weil sie komplizierte Sensorsysteme für die Intensität und die Wellenlänge des ultravioletten Lichts haben und
außerdem mit komplizierten Reinigungseinrichtungen für das Glas versehen sind, durch welches das ultraviolette Licht
strahlt und welches infolge ungenügender Reinigung der zuströmenden Flüssigkeit verschmutzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sterilisiervorrichtung
der eingangs genannten Art zu schaffen, die durch einfache Komponenten gesteuert wird, im Betrieb sicher und
zuverlässig ist, einfach zu installieren ist, und zu einem Preis hergestellt werden kann, der weite Verbreitung in Ländern
, bei denen die Wasserversorgung Schwierigkeiten bereitet, gestattet.
Vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in unmittelbarer Nähe der Lichtquelle ein Temperatur-Sensor
und in einem bestimmten Abstand von der Lichtquelle ein Strahlungsintensitäts-Sensor
angeordnet sind, welche ein die Flüssigkeitsströmung durch die Kammer steuerndes Ventil beeinflussen
und derart eingestellt sind, daß nur dann Flüssigkeit durch die Kammer strömt, wenn die Strahlung der Lichtquelle
die vorbestimmte sterLlisierende Eigenschaft hat.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Sterilisiervorrichtung mit
Blickrichtung von oben;
Fig. 2 die Vorrichtung nach Fig.l in Seitenansicht, wobei Teile eines äußeren Schutzgehäuses weggelassen
sind.
Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung, bei welcher eine obere Schutzhaube weggelassen worden ist, so daß die hauptsächlichen
Bestandteile des Geräts sichtbar sind, hat einen Einlaß 10 für Wasser, ein Filter 11 für das zugeführte Wasser,
welches über eine Leitung 12 dem Filter 11 zugeleitet wird, nachdem es über eine Reduziereinheit, ein Magnetventil
13 und evtl. auch einen Druckschalter eingeströmt ist.
Das Filter hat eine Filterpatrone, die sich leicht auswechseln läßt und aus mehreren Komponenten besteht, mittels
derer entsprechend mehrere Funktionen erfüllt werden. Das Filter kann z.B. umfassen
a) einen Anionen-Austauscher mit einer Zellulose-Matrix,
welcher Huminsäure und Anionen mit hohem Molekulargewicht, wie z.B. Detergentien, Farben und organische
Phosphorverbindungen aufnimmt,
b) einen Kationen-Austauscher mit Zeolith-Matrix zur Entfernung von Amoniak und
c) eine Aktivkohle-Einheit, bestehend aus zwei Arten von GAC-Aktivkohleteilchen zur Entfernung verschiedener
hoch- und niedermolekularer oigänischer Verbindungen.
Daneben kann die Filterpatrone weitere Komponenten zur Filtrierung
von Wasser mit spezifischen Verunreinigungen enthalten, die vorstehend angegebene Zusammensetzung wird aber
in den meisten Anwendungsfällen ausreichend sein.
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Mit 14 ist in der Zeichnung ein doppeIwandiger Behälter
bezeichnet, dessen innere Wand 15 aus Quarzglas besteht und eine Lichtquelle für ultraviolette Strahlung umgibt.
Die äußere Wand 16 des Behälters 14 besteht im Beispielsfall aus anodisiertem extrudierten Aluminium. Dieses Material
wurde gewählt, weil es ultraviolettes Licht der für das Abtöten von Bakterien geeigneten Wellenlänge besonders
gut reflektiert. Auf diese Weise wird allein durch die Auswahl des Materials die Sterilisiereigenschaft
wesentlich gefördert.
Das durch das Filter 11 geleitete Wasser wird über eine
Leitung 17 zum unteren Teil des Behälters 14 geführt und strömt dann darin in der mit 14' bezeichneten Kammer zwischen
der Innenwand 15 und der Außenwand 16 nach oben, wobei es der ultravioletten Strahlung ausgesetzt ist. Im
oberen Teil des Behälters 14 befindet sich ein Auslaß 18, von dem aus das sterilisierte Wasser über eine Leitung 19
zum äußeren Auslaß 20 der Vorrichtung geleitet wird.
In Fig. 2 sind die bezeichneten Teile des Apparats mit denselben Bezugszeichen versehen worden wie in Fig. 1. Darüberhinaus
zeigt Fig. 2 einen Temperatursensor 21, wie z.B. einen Thermistor, in schematischer Darstellung, der dicht neben
der Lichtquelle 22 angeordnet ist, sowie weiterhin einen Lichtintensitäts-Sensor 23, wie z.B. eine Photodiode, die
in einem bestimmten Abstand von der Lichtquelle 22 angeordnet ist, beispiels-weise in der Außenwand 16 des Behälters 14.
Wie Fig. 1 zeigt, ist der Abstand zwischen dem Auslaß 18 und der Innenwand 15 (und somit der Lichtquelle 22) beträchtlich
kleiner als der Abstand zwischen der Innenwand 15 und dem Lichtintensitäts-Sensor 23. Da die Flüssigkeit
sowohl beim Einströmen in die Kammer 14' als auch bei deren
Verlassen über Leitungsanschlüsse fließt, welche sehr nahe an der Lichtquelle angeordnet sind, kann eine hohe Strahlungsdosis sowohl am Einlaß als auch am Auslaß der Kammer 14' gewährleistet
werden.
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Die Leitung 17, über welche das Wasser vom Filter 11 zum Behälter 14 fließt, mündet dort in einem Einlaß, welcher
ebenso geformt ist wie der Auslaß 18 und direkt unterhalb
von diesem angeordnet ist. Somit ist der Abstand zwischen diesem Einlaß in die Kammer 14' und der Lichtquelle
praktisch derselbe wie zwischen dem Auslaß 18 der Kammer 14" und der Lichtquelle.
Der Temperatur-Sensor 21 und der Lichtintensitäts-Sensor 23
sind mit ihrem Signalausgang mit der Eingangsseite der Steuereinrichtung eines Magnetventils 13 verbunden und so
bemessen und eingestellt, daß Wasser mit Sicherheit nur dann durch die Kammer 14' fließt, wenn die Lichtquelle mit
ausreichender Sterilisierwirkung strahlt, d.h., wenn ihre Temperatur und Lichtintensität bestimmte Mindestwerte erreicht
haben, die im Voraus festgelegt werden. Auf diese Weise wird durch die Erfindung sichergestellt, daß die Lichtquelle
während des Betriebs immer im richtigen Temperaturinterwall arbeitet, bei dem ungefähr 90 % des Lichts bakterientötende
Eigenschaft hat. Dagegen liefert die Lichtquelle außerhalb des durch den Thermistor überwachten Temperaturbereichs
nicht mit Sicherheit ultraviolettes Licht geeigneter Wellenlänge. Wenn während des Betriebs die Lichtquelle nicht im
richtigen Temperaturintervall arbeitet, schaltet der Temperatur-Sensor,
d.h. der Thermistor, automatisch die Wasserzufuhr ab. Es ist somit nicht notwendig, komplizierte und teure, die
Lichtintensität speziell der bakterientötenden Wellenlängen messende Einrichtungen zu verwenden, sondern es genügt statt
dessen eine einfache Einrichtung, wie z.B. ein Phototransistor.
Dies ergibt insgesamt ein aus einfachen und billigen Komponenten bestehendes, jedoch sehr sicheres Steuersystem.
Wenn die Vorrichtung mittels ihres Hauptschalters eingeschaltet wird, wird eine elektronische Zeitschaltung in Gang gesetzt.
Zweck dieser Zeitschaltung ist es, zu verhindern, daß das Magnetventil 13 betätigt wird, bevor die Lichtquelle ihre
volle Arbeitskapazität erreicht hat. Nach Ablauf der durch
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die Zeitschaltung vorbestimmten Zeitspanne ist eines der
Kriterien erfüllt, daß das Gerät sterilisiertes Wasser abgibt. Weitere Kriterien sind, wie oben erwähnt, daß
die Temperatur und die Strahlungsintensität der Lichtquelle die vorbestimmten Werte erreichen. Ist dies nicht
derFä-1/SO schließt das Magnetventil den Wassereinlaß.
Die elektronische Steuereinrichtung ist weiterhin so ausgelegt, daß sie die Vorrichtung unter anderen unnormalen
Zuständen abschaltet, z.B.,wenn die Temperatur der Lichtquelle extrem ansteigt, wenn der Wasserdruck zu hoch wird
und dergleichen.
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Claims (6)
1. Vorrichtung zum Sterilisieren von Flüssigkeiten/ insbesondere
Wasser, mittels einer Lichtquelle, die ultraviolette Strahlung erzeugt und eine von der zuvor durch
ein Filter geleitete Flüssigkeit durchströmte Kammer durchstrahlt, dadurch gekennzeichnet,
daß in unmittelbarer Nähe der Lichtquelle ein Temperatur-Sensor (21) und in einem bestimmten Abstand
von der Lichtquelle ein Strahlungsintensitäts-Sensor (23) angeordnet sind, welche ein die Flüssigkeitsströmung durch
die Kammer (14') steuerndes Ventil (13) beeinflussen und derart eingestellt sind, daß nur dann Flüssigkeit dirch
die Kammer (141) strömt, wenn die Strahlung der Lichtquelle
die vorbestimmte sterilisierende Eigenschaft hat.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet , daß der Abstand des Strahlungsintensitäts-Sensors
(23) von der Lichtquelle wenigstens so groß ist wie der größere der Abstände zwischen der
Lichtquelle und dem Einlaß (17) oder Auslaß (18) der Kammer (14·)- 03 0 0 4 1 /0740
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3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Lichtquelle
konzentrisch in der Mitte eines zylindrischen Behälters
(14) angeordnet ist, welcher die Kammer (141) begrenzt,
und daß der Abstand zwischen der Lichtquelle und dem Einlaß (17) der Kammer (141) ungefähr ebenso
groß ist wie der Abstand zwischen der Lichtquelle und dem Auslaß (18) der Kammer (141), jedoch wesentlich
kleiner als der Abstand zwischen der Lichtquelle und dem Strahlungsintensität-Sensor (23).
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der zylindrische Behälter
(14) aus anodisiertem Aluminium besteht.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der
Temperatur-Sensor (21) ein Thermistor und der Strahlungsintensitäts-Sensor (23) ein Phototransistor ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennze ichnet, daß das
Filter einen Anionenaustauscher, einen Kationenaustauscher
und eine Aktivkohleeinheit aufweist.
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