DE1916540A1 - Process for the sterilization of liquid and gaseous media by means of ultraviolet radiation and equipment for carrying out this process - Google Patents

Process for the sterilization of liquid and gaseous media by means of ultraviolet radiation and equipment for carrying out this process

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DE1916540A1
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Hans Keller
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EREX HYDRO ENGINEERING Pty Ltd
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    • C02F2201/32Details relating to UV-irradiation devices
    • C02F2201/328Having flow diverters (baffles)

Description

Patentanwalt 3 ί. Msr*Patent attorney 3 ί. Msr *

Dr. Helmut Späth , ' Md»2Dr. Helmut Späth, ' Md ' 2

München 13, lsabellastr.3O/KMunich 13, lsabellastr. 30 / K

Hans Keller , Adliswil (Schweiz) Hans Keller , Adliswil (Switzerland )

undand

Erex E&rdro Engineering (fty) Ltd», Johannesburg (Südafrika)■Erex E & rdro Engineering (fty) Ltd », Johannesburg (South Africa) ■

Verfahren zum Sterilisieren von flüssigen oder gasförmigen Medien durch Ultraviolettbestrahlung und Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrenso Process for the sterilization of liquid or gaseous media by means of ultraviolet radiation and equipment for carrying out this process, etc.

Es sind bereits Einrichtungen zum Sterilisieren von flüssigen oder gasförmigen Medien, ζ·Ββ von Trink- und Badewasser, getränken, Luft, durch Ultraviolettbestrahlung bekannt, bei welchen das zu behandelnde Medium den Matttelraum zwischen zwei koaxialen Rohren durchströmt und dabei von einer im inneren, aus für Ultraviolettstrahlen durchlässigem Material bestehenden Rohr angeordneten TJltraviolettstrahlenquelle bestrahlt wird. Um mit derartigen Einrichtungen eine zweckmassige und einwandfreie Entkeimung des Mediums zu erzielen,There are already devices for sterilizing liquid or gaseous media, ζ · Β β of drinking and bathing water, food, air, known by ultraviolet irradiation, in which the flows through the Matttelraum between two coaxial tubes medium to be treated and thereby from a inside, irradiated from a tube made of a material permeable to ultraviolet rays. In order to achieve an appropriate and proper disinfection of the medium with such devices,

ist es erforderlich, dass in dem vom Medium durchströmten Mantelraur, toit is necessary that in the jacket area through which the medium flows, to

° in welchem die Bestrahlung stattfindet, keine toten Räume bestehen,° in which the irradiation takes place, there are no dead spaces,

oo .oo.

£- in welchen das Medium stagniert, weil derartige tote Räume einen£ - in which the medium stagnates because such dead spaces unite

"""· ständigen Infektionsherd bilden. Ausserdem muss gewähr dafür gebo-"" "· Form a constant source of infection.

j... ten sein, dass die Ultraviolettstrahlen nirgends durch Einbauten ab-1^ geschirmt werden, weil sonst die Gefahr besteht, dass etwelche Mediueaengen den Mantelraum nicht oder nur ungenügend bestrahlt undj be th ... that the ultraviolet rays nowhere off by fixtures are shielded 1 ^, because otherwise there is a risk that etwelche Mediueaengen not irradiated or the shell space and insufficiently

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deshalb nicht einwandfrei sterilisiert verlassen. ISb diese Forderungen erfüllen zu köenen, ist schon vorgeschlagen norden, die Halterung sowohl der Ultraviolettstrahlenquelle als auch des diese umgebenden, aus für Ultraviolettstrahlen durchlässigem Material bestehenden Rohres einerseits durch ein zwischen dem einen Ende des den Bestrahlungsraum enthaltenden äusseren, geraden RohrstUckes und einem an dieses anschliessendes RohrstUck angeordneten Einsatzstück und andererseits in einem zum geraden Rohrstück koaxialen Einfürstutzen eines an das andere Ende des geraden Rohrstückes anschliessenden Krümmers vorzunehmen, wobei die elektrischen Anschlüsse der Ultraviolettetrahlen— " quelle durch den genannten Einführ stutzen eingeführt werden.therefore do not leave perfectly sterilized. If these requirements are to be met, it has already been proposed to mount the bracket to the north both the ultraviolet radiation source and the surrounding area, made of a tube made of material permeable to ultraviolet rays on the one hand by a between the one end of the irradiation room containing outer, straight pipe piece and an insert piece connected to this pipe piece and on the other hand in an infeed nozzle that is coaxial with the straight pipe section and is connected to the make the other end of the straight pipe section adjoining the elbow, whereby the electrical connections of the ultraviolet rays— "Source are introduced through the said insertion nozzle.

Durch die Erfindung wird die Zuverlässigkeit des Sterilisieren des zu behandelnden Mediums wesentlich verbessert.The invention improves the reliability of the sterilization of the medium to be treated is significantly improved.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Sterilisieren Von flüssigen oder gasförmigen Medien durch Ultraviolettbestrahlung, bei welchem das zu behandelnde Medium den Mantelraum zwischen zwei koaxialen Rohren durchströmt und von einer im inneren, aus für Ultraviolettstrahlen durchlässigem Material bestehenden Rohr angeordneten, stab- förmigen Ultraviolettstrahlenquelle bestrahlt wird, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass das zu behandelnde Medium beim Durchfliessen das Mantelraumes zwischen den beiden koasLalen Rohren, in welchem die Ultraviolettbestrahlung stattfindet, in Turbulenz versetzt wird.The invention relates to a method for sterilizing liquid or gaseous media by means of ultraviolet radiation, in which the medium to be treated flows through the jacket space between two coaxial tubes and from one inside, for ultraviolet rays A rod-shaped ultraviolet radiation source arranged in a permeable material tube is irradiated, which through it is characterized in that the medium to be treated as it flows through the jacket space between the two coaxial tubes in which the Ultraviolet radiation takes place, is put into turbulence.

Bei diesem Verfahren, das für die Sterilisierung flüssiger Medien, wie Trink- und Badewasser, Getränke, oder gasförmiger Medien, insbesondere Luft, anwendbar ist, wird verhütet, dass das zu behandelnde Medium den Mantelraum zwischen dem inneren, und- dem äusseren Rohr, in welchem die Ultraviolettbestrahlung stattfindet, in annähernd laminarer Strömung durchfliesst, was zu Folge hätte, dass nur die inneren •Schichten der sterilisierenden Wirkung der Ultraviolettstrahlen roll . With this method, which can be used for the sterilization of liquid media, such as drinking and bathing water, beverages, or gaseous media, especially air, the medium to be treated is prevented from entering the jacket space between the inner and the outer tube through which the ultraviolet radiation takes place, flows through in an approximately laminar flow, which would have the consequence that only the inner layers of the sterilizing effect of the ultraviolet rays roll.

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ausgesetzt und einwandfrei sterilisiert würden, während eeine von der Ultraviolettstrahlenquelle entfernteren, äusseren Schichten nur einer mehr oder weniger stark abgeschwächten tJhltrariolettbestrahlung aufgesetzt und deshalb entsprechend weniger zuberl'ässig sterilisiert würden. Die beim Verfahren gemäss der Erfindung hervorgerufene turbulente Strömung des den Bestrahlungsraum zwischen den beiden koaxialen Rohren durchfliessenden Medieums bietet Gewähr dafür, dass alle Teile des Mediums gleichmässig bestrahlt und einwandfrei sterilisiert werden. Auch der nachteilige Einfluss allfällig vorhandener toter Räume und Abschirmungen wird praktisch vollständig behoben.exposed and properly sterilized while one of the Outer layers more or less attenuated from the ultraviolet radiation source would only be exposed to a more or less attenuated tertiary radiation and would therefore be sterilized correspondingly less unnecessarily. The turbulent flow caused by the method according to the invention of the irradiation space between the two coaxial Pipes flowing through the medium ensures that all parts of the medium can be irradiated evenly and properly sterilized. Also the negative influence of any dead spaces that may exist and shielding is practically completely eliminated.

Die Erfindung betrifft ferner eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass in dem von zu bestrahlenden Medium durchflossen» η Mantelrau» zwischen den beiden koaxialen Rohren, in welchem die Ultraviolettbestrahlung stattfindet, Turbulenz erzeugende Mittel angeordnet sind·The invention also relates to a device for implementation of the method according to the invention, which is characterized in that turbulence-generating means are arranged in the medium to be irradiated through »η shell surface» between the two coaxial tubes in which the ultraviolet irradiation takes place.

In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform der Einrichtung zur Durchführung ds3 erfindungsgei&ssen Verfahrens und eine AusfUUrungsVariante eines Teiles derselben schematisch dargestellt. Es zeigen: FIgal einen axialen Schnitt durch eine Einrichtung zum SterilisierenThe drawing shows an exemplary embodiment of the device for carrying out the method according to the invention and a AusfUUrungsVariante part of the same shown schematically. Show it: FIgal an axial section through a device for sterilization

von flüssigen oder gasförmigen Medien durch Ultraviolettbestrahlung genäse der Erfindung,of liquid or gaseous media by ultraviolet radiation according to the invention,

Fig«2 einen Schnitt nach der Linie II-II in der Fig.l, und. Fig»3 einen Teil der Ausfuhrungsvariante der Einrichtung gemäss der ^ Erfindung in axialem Schnitt·Fig «2 shows a section along the line II-II in Fig.l, and. FIG. 3 shows a part of the variant embodiment of the device according to FIG ^ Invention in axial section

Die in den Fig,l und 2 dargestellte Einrichtung zum Sterilisieren von flüssigen oder gasförmigen Medien durch Ultraviolettbestrahlung besitzt ein vertikales Rohr 1, dessen oberer Endteil la um 90° abgebogenThe device shown in FIGS. 1 and 2 for sterilizing liquid or gaseous media by means of ultraviolet radiation has a vertical tube 1, the upper end part la bent by 90 °

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und »it einem Flansch rersehen ist und an dessen unteres, ebenfalls mit einen Flansch versehenes Ende ein Rohrkrümmer 2 angeschlossen ist* !' Der abgebogene, obere Endteil la des Bohres 1 weist einen au dessen geradem Teü koaxialen Einführstutzen Ib auf, dessen »usseres Ende nit einen Flansch versehen ist« Ih die Oeffnung des Einführetutiene ; Ib ist ein Ansatz 3a eines losen Flansches 3 eingesetzt· In die Bohrung des losen Flansches 3, 3a ist ein zum geraden Teil des Rohres 1 koaxiales, aus für Ultmviolettstrahlen durchlässige* Material, »·Β« Quarzglas, bestehendes, inneres Rohr 4, welches einen wesentlich kl·!» neren Durchmesser aufweist, eingeschoben. Das untere Ende dieses inns- *and »there is one flange on it, and on its lower one, too a pipe elbow 2 is connected to the end provided with a flange *! ' The bent, upper end part la of the drill 1 has an au straight part of the coaxial inlet connector Ib, the outer end of which The opening of the insertion tube is not provided with a flange; Ib is an extension 3a of a loose flange 3 inserted · In the bore of the loose flange 3, 3a is a straight part of the pipe 1 coaxial, made of material permeable to ultraviolet rays *, »· Β« Quartz glass, existing inner tube 4, which has a much smal ·! » has a diameter, inserted. The lower end of this inn- *

% ren Rohres 4 ist unter Zwischenlage einer elastischen Einlage 5 in eine BUchae 6 eingesetzt, welche auf der Nabe 7a eines radartigen, ^wischen den Flansch des unteren Endes des Rohres 1 und den Flansch des ansehliessenden Endes des Rohrkrümmers 2 eingesetzten Einsatzes aufsitzt· üb inneren Rohr 4 ist zwischen zwei Kontaktsttteken 8a und β*> welche Kittels elektrische^ Leiter" 9a und 9b an ein Strömet* ange» schlossen sind, eine stabförmige Quarzlappe 10, welche Ultraviolett«· strahlen abgibt, koaxial angeordnet. Der Flansch 3, 3» bildet das Gehäuse einer Stopfbüchse, deren Packung 11 in den tossertn, grgsseren The pipe 4 is inserted into a sleeve 6 with an elastic insert 5 in between, which is seated on the hub 7a of a wheel-like insert inserted between the flange of the lower end of the pipe 1 and the flange of the end of the pipe bend 2 which is connected to it Tube 4 is coaxially arranged between two contact points 8a and 8a, which Kittel's electrical conductors 9a and 9b are connected to a stream, a rod-shaped quartz flap 10 which emits ultraviolet rays. The flange 3, 3 " forms the housing of a stuffing box, the packing 11 of which in the tossertn, larger

\ Durchmesser aufweisenden Teil der Bohrung des Flansche· 3, 3a eing·- setzt ist. Auf die Packung 11 wirkt der StopfbUchsendeckel oder dl« Stopfbüchsenbrille 12, welche mittels den Flansch 3 durchsetzender Stopfbüchsenschrauben 13 am Flansch des Einführstutzens Ib festgeschraubt ist. Mach Losschrauben der Stopfbüchsenschrauben 13 kann die ganze Stopfbüchse mitsamt dem inneren Rohr 4 und derJLn diesem angeordneten Quarzlampe 10 sowie den Kontaktstücken 8a und 8b aus dem Einführstutzen la zwecks Kontrolle und/oder Reinigung herausgezogen werden. \ Diameter having part of the bore of the flange · 3, 3a inserted · - is inserted. The packing 11 is acted on by the stuffing box cover or the stuffing box gland 12, which is screwed to the flange of the insertion nozzle 1b by means of stuffing box screws 13 passing through the flange 3. After unscrewing the stuffing box screws 13, the entire stuffing box together with the inner tube 4 and the quartz lamp 10 arranged in it as well as the contact pieces 8a and 8b can be pulled out of the insertion nozzle la for the purpose of checking and / or cleaning.

An der Innenwand des Rohres 1 sind als Turbulenz erzeigende Mittel in Achsrichtung in Abstand voneinander mehrere Paare von einander gegen-On the inner wall of the pipe 1 are means which produce turbulence in the axial direction at a distance from one another several pairs of opposite one another

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'■■'■■ ""■■ '·':■ '■■' ■■ "" ■■ '·': ■ BAD ORIGINAL BATH ORIGINAL

.. jlberliefender Leitschaufeln 14 angeordnet, z.B. angeschweisst, welche das durch den abgebogenen, oberen Endteil, la des Rohres 1 zugeführte, den Mantelraum zwischen dem Bohr 1 und dem inneren Bohr 4 durchströmende Medium in Turbulenz rersetzen. Dadurch wird erreicht, dass alle Teile des den genannten Mantelraue durchströmenden Mediums gleiehmässig den τοη der Quarzlampe IU abgegebenen Ultraviolettstrahlen ausgesetzt und einwandfrei sterilisiert werden. Anstelle von je einem faar von Leitschaufeln 14 können auf gleicher Höhe selbstverständlich auch je drei öder mehr Leitsahaufein 14 in gleichen Winkelabständen voneinander verteilt vorgesehen sein... Jlberlaufende guide vanes 14 arranged, e.g. welded, which the fed through the bent, upper end part, la of the pipe 1, the jacket space between the bore 1 and the inner bore 4 rersetzen medium flowing through in turbulence. This achieves that all Parts of the medium flowing through the above-mentioned coat roughness are equally exposed to the ultraviolet rays emitted by the quartz lamp IU and are properly sterilized. Instead of one faar each of guide vanes 14 can of course also be at the same height three or more Leitsahaufein 14 can be provided distributed at equal angular distances from one another.

Die AusführungsVariante nach der Fig.3 unterscheidet sich von der Ausführung der Einrichtung nach den Fig.l und 2 dadurch, dass die LeItschaufeln 14a nicht an der Innanwand des Rohres 1, sondern innenseitig an Flacheisenringen 15 angeschweisst sind, welche Flacheisenringe 15 in das Bohr 1 eingesetzt und in diesem in zweckentsprechenden Abständen voneinander angeschweisst oder festgeschraubt sind. Diese AusfUh·* rungsvariante ist einfacher in der Herstellung. Wie aus der Fig. 3 ersichtlich ist, können je zwei Flacheisenringe 15 in geringem axialem Abstand voneinander angeordnet sein, deren Leitschaufeln 14a entgegengesetzt geneigt sind. Durch eine solche Anordnung wird die Turbulenz des den Mantelraum zwischen dem Rohr 1 und dem inneren Rohr 4 durchströmenden Mediums noch verstärkt·The variant embodiment according to Figure 3 differs from that Execution of the device according to Fig.l and 2 in that the guide blades 14a not on the inner wall of the pipe 1, but on the inside are welded to flat iron rings 15, which flat iron rings 15 inserted into the drill 1 and welded or screwed into this at appropriate distances from one another. This version * variant is easier to manufacture. As can be seen from Fig. 3, two flat iron rings 15 can be in a slight axial Be arranged at a distance from one another, the guide vanes 14a of which are inclined in opposite directions. Such an arrangement reduces the turbulence of the medium flowing through the jacket space between the pipe 1 and the inner pipe 4

Als Turbulenz erzeugendes MittelYin dem von dem zu behandelnden Medium durchflossenen Mantelraum zwischen dem Rohr 1 und dem inneren Rohr 4 auch ein entsprechend einer Schraubenfläche ausgebildeter, elastischer Einsatz vorgesehen sein, welcher sich Über die ganze Lunge des Bestrahlungsraumes erstreckt und zwischen dem radartigen Einsät» 7 und dem EinfUhrstützen Ib eingespannt ist·As a turbulence-producing agent Yin that of the to be treated Medium-flowing jacket space between the pipe 1 and the inner Tube 4 also has a shape corresponding to a screw surface, elastic insert should be provided, which extends over the entire lungs of the irradiation room and is clamped between the wheel-like insert 7 and the insertion support 1b.

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Zweckm'assig werden swei oder mehr derartige Einrichtungen in Se· rie angeordnetj welche nacheinander von dem zu behandelnden Ifedim durchflossen werden. Dies ermöglicht es, das zu behandelnde Meditai auch in schwierigen Fällen eimrandfrei au sterilisieren«Two or more such facilities are expediently set up in Se They are arranged one after the other from the ifedim to be treated are flowed through. This enables the meditai to be treated even in difficult cases sterilize without a rim "

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Claims (1)

Mttnttniprttehe Mttnttniprttehe ιι 1· Terfahren na Sterilisieren von flüssigen oder gasförmigen Medien durch Ultraviolettbestrahlung, bei welche« das zu behandelnde Medium den Mantelrau» zwischen «wei koaxialen Rohren durchströmt und τοπ einer in inneren) aus für Ultraviolettstrahlen durchlässigem Material bestehenden Rohr angeordneten, stabfb'raigen Ultraviolettetrahlonquelle bestrahlt wird, daturch gekennzeichnet, dass das zu behandelnde Medium beim Ourchfliessen des Manteirauaes zwischen den beiden koaxialen Rohren, in welchem die Ultraviolettbestrahlung stattfindet, in Turbulenz versetzt wird·1 · Terfahren na sterilization of liquid or gaseous media by ultraviolet radiation, in which «the to be treated Medium flows through the jacket rough "between" white coaxial pipes and τοπ a rod-shaped ultraviolet radiation source arranged in the inner tube made of material permeable to ultraviolet rays is irradiated, characterized in that the medium to be treated is set into turbulence as it flows through the Manteirauaes between the two coaxial tubes in which the ultraviolet radiation takes place 2« Einrichtung sur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, da*- -durch gekennzeichnet, dass in dem von dem zu behandelnden Medium durchfluss enen Mantelraum zwischen den beiden koaxialen Rohren (1 und 4), in welchem die Ultraviolettbestrahlung stattfindet, Turbulenz erzeugende Mittel (14} <f4a) angeordnet sind·2 «device for carrying out the method according to claim 1, as * - - characterized in that in the medium to be treated through-flow jacket space between the two coaxial pipes (1 and 4), in which the ultraviolet radiation takes place, turbulence generating means (14} <f4a) are arranged 3· Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Turbulenz erzeugende Mittel an der Innenwand des 'aussereη Rohres (1) in Achsrichtung in Abstand voneinander zwei oder mehr Leitschaufel*! QA) auf dem Umfamg in gleichen Winkelabetanden voneinander verteilt be·· fastigt sind.3. Device according to claim 2, characterized in that two or more guide vanes *! QA) are fastened on the circumference at equal angles from one another. 4· Hinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenwand des Susseren Rohres (1) Flacheisenringe (15) in Achsichtung im Abstand voneinander angeschweisst oder festgeschraubt sind, an deren Innenfläche je zwei oder mehr Turbulenz erzeugende Leitschaufeln (14a) in gleichen WinkelabetSnden voneinander angeschweisst sind.4 · Execution according to claim 2, characterized in that on the Inner wall of the Susseren pipe (1) flat iron rings (15) in perspective are welded or screwed at a distance from one another, on the inner surface of which there are two or more turbulence-generating guide vanes (14a) are welded to one another at equal angles. 5· Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die 9 0904 6/09 42 5. Device according to claim 4, characterized in that the 9 0904 6/09 42 BAD ORIGINALBATH ORIGINAL Leitschaufeln (14a) je zweier benachbarter Flachseisenringe (1$)
entgegengesetzt geneigt sind»
Guide vanes (14a) for two adjacent flat iron rings ($ 1)
are oppositely inclined »
6. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, da·» als Turbulenz erzeugendes Mittel in dem von dem zu behandelnden Medium durchflossenen Mantelraum zwischen den äusseren Rohr (1) und den ißneren Rohr (4) ein entsprechend einer SchraubenflSche ausgebildeter Einsatz vorgesehen ist 3 welcher sich über die ganze Länge des Bestrahlungsraumes erstreckt·6. A device according to claim 2, characterized in that there · »as turbulence generating means in the carrying of the medium to be treated jacket space between the outer tube (1) and the ißneren tube (4) according to a SchraubenflSche formed insert 3 is provided which extends over the entire length of the irradiation room 909846/0942909846/0942
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