DE10053511C2 - Behälter zur Bestrahlung eines Stoffes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Behälter mit zwei Anschlüssen zum Zuführen und Abführen eines Stoffes, mit einer Vorrichtung zur Aufnahme eines Leuchtmittels zur Bestrahlung und Abtötung von Keimen innerhalb des Stoffes, der entlang des Leuchtmittels geführt ist, und mit einem ersten Sensor, der die Intensität des vom Leuchtmittel abgestrahlten Lichtes innerhalb des Stoffes misst.

Solch ein Behälter, der in der Trinkwasserversorgung eingesetzt wird, ist aus der DE 199 15 289 C1 bekannt. Zu entkeimendes Wasser wird durch den Behälter geführt und entkeimt. Die Intensitätskurve des Leuchtmittels nimmt mit zunehmender Lebensdauer ab. Wird das Wasser trübe und bildet sich ein Belag auf den in diesen Behältern eingesetzten Quarzgläsern, so sind die von dem Sensor ermittelten Messergebnisse verfälscht. Es kann keine Aussage mehr darüber getroffen werden, ob das Leuchtmittel ausreichend ultraviolettes Licht im C-Bereich, im folgenden auch UV-C Licht genannt, abstrahlt, ob das Leuchtmittel defekt ist, ob sich ein Belag auf den Quarzgläsern gebildet hat oder ob das Wasser trübe geworden ist. Hinzu kommt, dass das ultraviolette Licht höchstgradig aggressiv ist und dauerhafte Schäden auf der menschlichen Haut oder in den Augen verursachen kann.

Ein weiterer Behälter, der in der Trinkwasserversorgung eingesetzt wird, ist aus der WO 99/58 453 A1 bekannt. In diesen Behälter sind zwei Sensoren eingesetzt, von denen der eine die Strahlung des Leuchtmittels direkt misst. Der andere Sensor misst die Strahlung, nachdem diese den Stoff ein erstes Mal durchdrungen hat, anschließend reflektiert worden ist und danach den Stoff ein zweites Mal durchdrungen hat. Der Behälter ist großvolumig ausgeführt, Einbauprobleme für beide Sensoren sind von daher nicht gegeben.

Aus der WO 99/62569 A1 ist eine Schaltungsanordnung zum Betreiben einer UV-Lampe bekannt. Zwei Sensoren ermitteln die Werte der UV-Strahlung, einer die direkt von der Lampe ausgesendete Strahlung, ein weiterer die Strahlung nach dem Durchringen des Stoffes. Ein Behälter, der die UVC- Lampen aufnimmt und in dem der Stoff an er Lampe vorbeiführt ist, ist nicht beschrieben und nicht dargestellt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Sensor so auszubilden, dass er in einem Behälter, der nur einen geringen Einbauraum aufweist, einsetzbar ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Erfindungsgemäß weist ein zweiter innerhalb der Vorrichtung angeordneter Sensor einen stabförmigen Lichtleiter auf. Der Sensor ist zwischen das Leuchtmittel und einen das Leuchtmittel umgebenden Schutzkolben einsetzbar. Der stabförmige Lichtleiter ragt in einen mittleren Bereich des UV-C Leuchtmittels, in dem das Leuchtmittel UV-C Licht in genügender Intensität abstrahlt. Somit sind sichere Messergebnisse zu erzielen.

In vorteilhafter Weise ist der Lichtleiter ein Quarzglas, das UV-C Licht weiterleiten kann.

In vorteilhafter Weise weist der stabförmige Lichtleiter an einem oberen Ende eine Schräge auf. Damit ist eine bessere Lichteinleitung in den Stab erzielbar.

In einfacher Weise weist der Sensor eine Metallhülse auf, der den stabförmigen Lichtleiter an den eigentlichen Sensor befestigt. Die Metallhülse dient zudem als Schutzmantel und gewährleistet eine sichere Führung.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird nachstehend ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 einen Sensor mit einem stabförmigen Lichtleiter in Schnittdarstellung und

Fig. 2 einen Behälter in Seitenansicht geschnitten.

Fig. 1 zeigt einen Sensor 1 mit einer UV-C lichtempfindlichen Sensoreinheit 2, einem stabförmigen Lichtleiter 3 aus Quarz, im folgenden auch Quarzstab 3 genannt, und eins Metallhülse 4. Von der lichtempfindlichen Sensoreinheit 2, im folgenden auch optischer Empfänger genannt, führen elektrisch leitende Drähte 5 zu einem Messwertaufnehmer oder Computer, der die mit dem Sensor 1 gemessenen Messwerte verarbeiten kann. Ein Ende 6 der Metallhülse 4 ummantelt die Sensoreinheit 2. Die Sensoreinheit 2 ist in der Metallhülse 4 verklemmt, verklebt oder verschweißt. In einem diesem Ende 6 gegenüberliegenden offenen Ende 7 ist der Quarzstab 3 eingesetzt. Die Metallhülse 4 verklemmt den Quarzstab 3 so, dass ein unteres Ende 8 des Quarzstabes 3 direkt über der lichtempfindlichen Sensoreinheit 2 sitzt. Der Quarzstab 3 weist an seinem oberen Ende 9 eine Schräge 10 für eine verbesserte Lichtaufnahme auf. Eine elastische Hülle 11, auch Schrumpfschlauch genannt, sichert die Sensoreinheit 2 in der Metallhülse 4.

Fig. 2 zeigt einen Behälter 50 mit einem Behälterkopf 51, einem Edelstahlrohr 52, einem Quarzglasrohr 53, einem UVC-Leuchtmittel 54, einer Überwurfmutter 55, einem Ring 56, Dichtungen 57, 58, 59 und 60 einem Deckel 61, Abstandshalter 62 und 63, einem UVC Fotosensor 64, einem Fuß 65, einem Quarzglaskolben 66, einem Stecker 67 und einem elektrisch leitenden Kabel 68. Der Behälterkopf 51, im folgenden auch als Lampenkopf bezeichnet, ist aus einem UVC beständigen und lebensmittelechten Metall oder aus Kunststoffguß hergestellt und weist zwei Anschlüsse 69 und 70 auf. Der Lampenkopf 51 ist mittels der Überwurfmutter 55 an dem Ring 56 befestigt und weist Innengewinde 71 und 72 auf. Der Stoff wird über den Anschluß 69 eingespeist und fließt über einen Innenraum 73 des Lampenkopfes 51 in eine äußere Kammer 74, die von dem Edelstahlrohr 52 und dem Quarzglasrohr 53 gebildet ist. Nahe des Fußes 65 wird der Stoff in eine innere Kammer 75 zwischen dem Quarzglasrohr 53 und dem Quarzglaskolben 66 in eine zweite Richtung umgelenkt und fließt über einen zweiten Innenraum 76 des Kopfes 51 wieder aus dem Behälter 50 heraus. Der Deckel 61 weist dazu entsprechende Öffnungen zwischen den Innenräumen 73 und 76 und Kammern 74 und 75 auf. Der Deckel 61 weist des weiteren einen sich in axialer Richtung erstreckenden Ring 77 auf, der zur Zentrierung und Befestigung des Quarzglasrohres 53 dient. Das Quarzglasrohr 53 ist an dem Ring 77 verklebt. Das Edelstahlrohr 52 ist innen mit einer Verspiegelung 80 verspiegelt, das heißt hochpoliert beziehungsweise ist die Oberfläche galvanisch veredelt, zum Beispiel mit Gold bedampft, um die UVC-Strahlen zurück zuspiegeln. Der Fuß 65 ist mit dem Edelstahlrohr 52 verklebt oder in das Rohr 52 eingeschraubt und weist eine mittlere zylinderförmige Ausnehmung auf, in die der Glaskolben 66 eingeklebt ist. Der Quarzglaskolben 66 dient als Schutzvorrichtung zur Aufnahme des Leuchtmittels 54, auch UVC-Brenner genannt, das mit Abstandhaltern 62 auf Abstand zum Quarzglaskolben 66 gehalten ist. Das Edelstahlrohr 52 weist eine seitlich angeordnete Ausnehmung mit einer zylinderförmigen Buchse 78 auf, in die der Sensor 64 leicht austauschbar eingesetzt ist. Das Edelstahlrohr 52 und der Fuß 65 bilden einen Behältertopf 79. Mit dem Abstandhalter 63 und dem Deckelring 77 ist das innere Rohr 53 axial beabstandet an seinen beiden Enden fixiert, um durch die Strömung des Mediums nicht in Schwingung zu geraten.

Der Behälter 50 ist im wesentlichen dreiteilig mit dem Behälterkopf 51, dem Behältertopf 79 und dem Innenteil 53, 61 mit dem Quarzglasrohr 53 und dem Deckel 61 aufgebaut. Nach Lösen der Überwurfmutter 55 kann der Behältertopf 79 nach unten abgezogen werden und das Innenteil 53, 61 aus dem Behältertopf 79 herausgezogen werden. Das Innenteil und der Behältertopf 79 können dann in einfacher Weise gereinigt werden. Ein weiterer nicht dargestellter Kopf kann auch so schaltbar sein, daß Ventile die Zu- und Ausgänge in die Kammern 74 und 75 sperren, so daß eine einfache Reinigung und Wartung ohne Ausbau der Lampe 50 möglich ist.

Der Lampenkopf 51 ist in jede bestehende Leitungsführung in einfacher Weise integrierbar und ist in der einfachen Version ohne Ventile und ohne Bypass gezeigt. Ein weiterer nicht dargestellter Kopf mit Ventilen kann auch so schaltbar sein, daß der Stoff ohne den Umweg über die Kammern 74 und 75 nur durch den Kopf fließt. Diese Version des Kopfes hat den Vorteil, daß auch bei defektem Behälterteil 50 die Lampe nicht ausgebaut werden muß.

Der Lampenfuß 65 weist im wesentlichen ein Metallteil und eine von unten in das Metallteil eingeschraubte erste Hülse auf, die mit einer zweiten Hülse so zusammenwirkt, das eine zwischen die Hülsen eingesetzte Gummidichtung das Kabel 68 verklemmt und vor Bruch schützt und das Leuchtmittel in der vorgegebenen Postion hält. Damit sind Reparaturen in einfacher Weise durchführbar und auch ein einfacher Leuchtmittelwechsel ist sichergestellt. O-Dichtungsringe sind mit leichtem Druck quetschbar, so daß die gesamte Lampe von Hand montierbar ist.

Zwischen dem Schutzkolben 66 und dem Leuchtmittel 54 ist der Sensor 1 eingesetzt, der in einen mittleren Bereich 80 des Leuchtmittels 54 ragt. Die Schräge 10 des Quarzstabes 3 ist dem Leuchtmittel 54 zugewandt, um eine bessere Lichteinleitung zu erzielen. Die Dichtung 62 verklemmt den Sensor 1 zwischen dem Kolben 66 und dem Leuchtmittel 54 und hält den Sensor 2 in dieser Position. Die Dichtung 62 kann als UV-C beständiger O-Ring ausgeführt sein und weist eine Ausnehmung auf, durch die der Sensor geführt ist. Die elastische Hülle wirkt als Dämpfung zwischen der Metallhülse 11 und dem Behälter 50 und verhindert in vorteilhafter Weise Beschädigungen. Das von dem Leuchtmittel 54 abgegebene UV-C Licht wird von dem Quarzstab 3 aufgenommen, durch diesen hindurch geleitet und an seinem unteren Ende 8 an die lichtempfindliche Sensoreinheit 2 weitergeleitet. Die lichtempfindliche Sensoreinheit 2 mißt die Intensität beziehungsweise Energie des UV-C Lichtes. Die Wellenlänge dieses Lichtes liegt im Bereich von 100-500 nm.

Claims (5)

1. Behälter (50) mit zwei Anschlüssen (69, 70) zum Zuführen und Abführen eines Stoffes, mit einer Vorrichtung (66) zur Aufnahme eines Leuchtmittels (54) zur Bestrahlung und Abtötung von Keimen innerhalb des Stoffes, der entlang des Leuchtmittels (54) geführt ist, und mit einem ersten Sensor (64), der die Intensität des vom Leuchtmittel (54) abgestrahlten Lichtes innerhalb des Stoffes mißt, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter innerhalb der Vorrichtung (66) angeordneter Sensor (1) einen stabförmigen Lichtleiter (3) aufweist.

2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der stabförmige Lichtleiter (3) aus Quarz ist.

3. Behälter nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der stabförmige Lichtleiter (3) an einem oberen Ende (9) eine Schräge (10) aufweist.

4. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (1) eine Metallhülse (4) aufweist.

5. Behälter nach Anspruch 1 und/oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (1) in einer Ausnehmung einer Dichtung (62) gelagert ist.