專利名稱：帶有非接觸式清潔作用的紫外線消毒系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于廢水和飲用水的紫外線消毒系統(tǒng)，該紫外線消毒系統(tǒng)具有根據(jù)權(quán)利要求I的前序部分所述的特征。
背景技術(shù)：
已被人長期得知的是，以微生物的方式裝載的諸如廢水和飲用水之類的液體可以借助于紫外線輻射進行處理。這里，甚至可將已凈化的廢水消毒到可將其引入到河流中和洗澡水的程度?？山柚谧贤饩€輻射對飲用水進行消毒，使得其適于人類飲用。為了進行消毒，使用低壓水銀輻射體或中壓水銀輻射體，低壓水銀輻射體或中壓水銀輻射體受到涂層管的保護，并被浸入到待處理的水中。輻射體和包殼管由紫外線可透過的材料制成。實際上，為此采用了石英。包殼管的外表面與周圍的液體直接接觸，并且該外表面是在操作期間隨時間推移沉積的任何材料與周圍的液體分離的地方。所沉積的材料可以是無機材料，例如石灰。然而，這些沉積的材料也可以是有機材料的沉積物。作為在包殼管的外表面上存在沉積物的結(jié)果，將減少散發(fā)到液體中的紫外線輻射。與本發(fā)明有關(guān)，隨后將參照表面的積垢進行說明。為了去除這種積垢，原先建議在中斷操作之后移除輻射體，并隨后清潔該包殼管。 也已建議在中斷液體流的情況下，通過利用含有酸的液體充滿封閉通道來清潔在該封閉通道中的輻射體。這些方案對于大型設(shè)施而言是不可行的。甚至中斷操作也是不適宜的。隨后，研發(fā)出了用于自動地清潔包殼管的多種方法。這些方案中的每個方案都基于環(huán)，該環(huán)置于圓筒形包殼管的周圍并且隨后由驅(qū)動器沿著該包殼管推動。該環(huán)與包殼管之間的機械接觸隨后將實現(xiàn)該清潔。根據(jù)應(yīng)用情況，多種方案已經(jīng)被證實是可行的。詳細地說，從現(xiàn)有技術(shù)中已知以下方案US 5，418，370示出了用于輻射體包殼管的清潔裝置，該清潔裝置具有靠在該包殼管上的環(huán)。該環(huán)包括與該包殼管連通的腔室，并且清潔液體被供給到該腔室中。設(shè)置有驅(qū)動裝置以使該環(huán)沿著包殼管移動。在這個過程期間，清潔劑將逐漸地與整個包殼管表面相接觸并且將在那里實現(xiàn)積垢的去除。從US 6，013，917中獲知一種類似的方案。在該方案中， 清潔環(huán)包括沿包殼管的軸向方向彼此間隔開的兩個密封件，這兩個密封件使腔室相對于周圍的液體密封。在該方案中，建議經(jīng)由再充填系統(tǒng)將清潔液體供給到該腔室中，使得在清潔環(huán)沿軸向方向的移動期間，清潔液體也將與包殼管的整個長度上的表面相接觸并且可以分離積垢。這類清潔環(huán)的問題在于，這種清潔環(huán)在包殼管表面上存在石灰質(zhì)積垢的情況下的工作狀況。在該環(huán)內(nèi)部的腔室依賴于相對于周圍液體的盡可能好的密封。該密封被石灰質(zhì)積垢所破壞，使得清潔液體不能夠被保留在該腔室中并產(chǎn)生損耗或增大了消耗量。在飲用水應(yīng)用的情況中，如果大量的清潔液體溢出涌入到飲用水中，這同樣是不合乎要求的。DE 10010127 Al建議一種清潔環(huán)，其中，包殼管的表面被開孔的泡沫材料所環(huán)繞。 清潔液體被供給到該泡沫材料中。這里，泡沫材料的彈性確保該清潔環(huán)將始終很好地置靠在包殼管的表面上。由于存在開孔，清潔液體不會逸入到周圍的水中達到不合乎要求的程度。已經(jīng)證明這個技術(shù)方案對于特別是石灰質(zhì)積垢是有用的。然而，在連續(xù)的操作中，存在包殼管將被擦傷的風(fēng)險。還存在有在不提供清潔液體的情況下操作的清潔環(huán)。這些清潔環(huán)實現(xiàn)了對于包殼管表面的純機械性清潔。由此，從US 5，942，109中獲知一種用于魚塘的水的輻射系統(tǒng)。所建議的是一種用于紫外線輻射體的包殼管的清潔環(huán)，該清潔環(huán)在其內(nèi)部具有刷子。這些刷子置靠在包殼管的表面上并借助于軸向運動來清潔該包殼管表面。對于在飲用水或廢水領(lǐng)域的應(yīng)用而言，目前還尚未提出這種方案。然而，在這里，在連續(xù)的操作中，同樣必須預(yù)料到刷子的磨損以及對包殼管表面造成的損壞。最后，DE 10125507 Al示出了一種純機械作用的清潔環(huán)，該純機械作用的清潔環(huán)包括導(dǎo)引腔以及在該導(dǎo)引腔中相對于包殼管表面豎向地定向的葉片。這些葉片構(gòu)造成環(huán)繞該包殼管表面彈性地延伸的螺旋環(huán)，并且該螺旋環(huán)由于其彈性而置靠在該表面上。該清潔裝置調(diào)節(jié)自身以對任何磨損進行補償。實現(xiàn)了清潔環(huán)抵靠在包殼管表面上的高表面壓力。 因此，清潔作用是連續(xù)良好的。然而，在這里，也存在包殼管表面將隨時間的推移而受損的風(fēng)險。因此，從現(xiàn)有技術(shù)中沒有獲知一種紫外線輻射系統(tǒng)，其中，包殼管表面可以在運行操作期間以非接觸的方式進行清潔，使得消除了對包殼管表面造成的任何損壞。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種紫外線輻射系統(tǒng)，該紫外線輻射系統(tǒng)的包殼管表面可以在運行操作期間以非接觸的方式被清潔。該目的借助于具有權(quán)利要求I所述的特征的系統(tǒng)來實現(xiàn)。由于至少一個清潔環(huán)設(shè)置在與包殼管的表面相距一定距離的位置處，在清潔環(huán)中設(shè)置有朝向包殼管指向的開口，并且設(shè)置有用于將加壓液體供給到開口中的供給裝置，使得加壓液體作為清潔射流被引導(dǎo)到包殼管的表面上，由于在清潔環(huán)與包殼管之間不存在任何機械接觸，因此將可靠地防止對包殼管表面的任何刮削，同時，在清潔環(huán)與包殼管表面之間的空間中的處于高壓下的液體的供給將使形成在包殼管表面上的任何積垢松動。在多個清潔環(huán)設(shè)置有共用的支架和用于加壓液體的共用供給裝置的情況下，可以為輻射裝置的多個輻射體設(shè)置提供共用的驅(qū)動器和共同的壓力供給裝置。在進一步以液壓的方式實現(xiàn)清潔環(huán)在包殼管的軸向方向上的驅(qū)動的情況下，可以將清潔液體的壓力用作驅(qū)動器。在這種情況下，只需要一個外部壓力源，以為清潔和對該清潔進行的驅(qū)動提供供給裝置。這里，該驅(qū)動可以有利地借助于雙作用液壓缸來實現(xiàn)。然而，也可以想到經(jīng)由由加壓液體驅(qū)動的渦輪機來提供心軸驅(qū)動。


下文中，將借助于附圖對本發(fā)明的示例性實施方式進行描述，其中圖I示出了具有多個噴嘴的清潔環(huán)的縱向截面圖；圖2示出了圖I的清潔環(huán)的立體圖；圖3示出了具有共12個清潔環(huán)的托架的立體圖；圖4示出了用于多個清潔環(huán)的帶有液壓驅(qū)動裝置的支架；以及
圖5示出了帶有根據(jù)圖3的清潔組件的一組共計六個紫外線輻射體。
具體實施例方式圖I示出了具有基體2的清潔環(huán)I的縱向截面圖。該清潔環(huán)基本上關(guān)于縱向軸線 3旋轉(zhuǎn)地對稱，該縱向軸線3在操作中也構(gòu)成紫外線消毒系統(tǒng)的軸向方向。清潔環(huán)I在面向軸線3的內(nèi)側(cè)上具有連續(xù)的通道4，該通道一方面經(jīng)由連接孔5供給，而另一方面與從通道4延伸至清潔環(huán)I的內(nèi)周表面的噴嘴6連通?；w2通過環(huán)形外周表面7以及面朝軸線3的方向的兩個表面8和9限定。噴嘴 6分布在清潔環(huán)I的內(nèi)周表面10上。該內(nèi)周表面10插在基體2中作為分離的環(huán)形部件11 的一部分。相鄰于環(huán)形內(nèi)周表面10，部件11具有朝向軸線3延伸的斜面2以及具有較窄截面的環(huán)區(qū)域13。該環(huán)區(qū)域13在其外周表面14上又具有環(huán)狀行進的凹槽15，該凹槽朝向外部敞開。凹槽14用于將清潔環(huán)I保持在驅(qū)動和導(dǎo)向裝置中。在圖I中示出了具有圓筒形截面的管狀包殼管42。包殼管42與軸線3同軸地設(shè)置，并且具有小于清潔環(huán)I的內(nèi)徑的直徑，使得在環(huán)區(qū)域13與包殼管42之間形成環(huán)形間隙 d。包殼管表面與承載有噴嘴6的周向表面10之間的距離大于該環(huán)形間隙d。圖2示出了清潔環(huán)I的立體圖。相同的部件用相同的附圖標記指出。為了制造清潔環(huán)I的兩件式結(jié)構(gòu)，最先制造該基體2，該基體2具有環(huán)形通道4，該環(huán)形通道4的一部分為朝向軸線3敞開的內(nèi)部循環(huán)凹槽。內(nèi)部環(huán)11加工有斜面、內(nèi)周表面
13、外周表面14、和凹槽15，并且該內(nèi)部環(huán)11還加工有大量噴嘴6，隨后將該內(nèi)部環(huán)11插入到基體2中，使得噴嘴6與另外朝向外部封閉的通道4連通。在操作期間，通道4經(jīng)由連接部5而被供給處于高壓下的液體，該液體隨后通過噴嘴6離開進入到該清潔環(huán)的內(nèi)部空間中。在這里，壓力為5bar到200bar，優(yōu)選地為20bar 到lOObar，并且特別地為約50bar。優(yōu)選地，設(shè)置有作為加壓液體源的往復(fù)式泵，如例如從高壓清潔裝置中所獲知的那樣。優(yōu)選地，使用水作為加壓流體，該加壓流體也可以取自將要被處理的水流或已經(jīng)處理過的水流。可以但非必要的是添加化學(xué)清潔劑或液或酸。圖3示出了支架20中的共計12個清潔環(huán)I的布置。該支架20承載有各具有六個清潔環(huán)I的頂排21和底排22。清潔環(huán)I以如下方式定向頂排21的一個清潔環(huán)相應(yīng)地與排22的另一個清潔環(huán)關(guān)于軸線3同軸地對準。支架20設(shè)置有供給管線23。為每個清潔環(huán)I分別設(shè)置一個供給管線23。該供給管線連接至相應(yīng)的清潔環(huán)I的連接孔5。共用的歧管管線24大致以H形構(gòu)型從壓力連接部 25通向供給管線23。導(dǎo)向裝置26設(shè)置成相對于軸向方向3橫向地靠近清潔環(huán)I的排21 和排22，該導(dǎo)向裝置26使得能夠在平行于軸線3定向的導(dǎo)向桿上引導(dǎo)該支架21。此外，清潔環(huán)I保持在凹槽15(這里未示出)中，使得清潔環(huán)I沿軸線3的方向穩(wěn)固地座置在支架20中。圖4示出了清潔環(huán)I在支架30中的另一布置。支架30在這里實現(xiàn)為連接有供給管線32的歧管31。每個供給管線32分別通向清潔環(huán)I的連接孔5 (未示出)。加壓液體可以經(jīng)由中央連接部33供給到歧管31中，隨后經(jīng)由供給管線32、清潔環(huán)I內(nèi)的環(huán)通道(未示出)以及清潔環(huán)I的噴嘴6朝向內(nèi)部排出。中央連接部33同時也是用于雙作用活塞-缸組件35的接觸點，該雙作用活塞-缸組件35可沿軸線3的方向以推進的方式移動帶有清潔環(huán)I的支架30。活塞桿36被設(shè)置成用于將力傳遞到保持裝置30上?；钊麠U36直到達到中央連接部33并且設(shè)計成在內(nèi)部上是中空的。在活塞桿36的背離支架30的端部上，活塞桿36設(shè)置有連接部37，該連接部37用于以所述方式傳輸至噴嘴6的加壓液體。最終，圖5示出了如本質(zhì)上已知用于廢水或飲用水應(yīng)用的紫外線消毒系統(tǒng)40。該消毒系統(tǒng)40包括由設(shè)計型水銀低壓輻射體構(gòu)成的共計六個輻射體41。這些輻射體的軸向長度為約I. 5米。這些輻射體設(shè)置在包殼管42中，以保護輻射體免受會不利地影響該輻射體41的操作的低溫或機械損壞的影響。共用的支架43將這些管和輻射體相對于彼此固定。來自圖3中的支架21在這里以如下方式放置在填充管42上，S卩，關(guān)于軸線3同軸地定位的兩個清潔環(huán)I分別放置在包殼管上。平行于包殼管42延伸的兩個導(dǎo)向桿44在導(dǎo)向裝置26的平行于包殼管的區(qū)域中引導(dǎo)該支架21。中央連接部25連接至雙作用活塞-缸組件46的活塞桿45?；钊麠U45如在圖4中所述的那樣在內(nèi)部上是中空的并且裝配有用于供給加壓液體的端側(cè)連接部47。在操作中，活塞-缸組件46設(shè)計成借助于活塞桿45使支架41在包殼管42的縱向方向上移位并由此使清潔環(huán)I基本上完全在包殼管42中的外部圓柱表面的整個延伸部上移動。在此過程中，由于存在距離d，清潔環(huán)I將不與包殼管42的表面相接觸。在噴嘴6朝向包殼管6成角度地定向的情況下，加壓液體自身還可以用作驅(qū)動裝置。在這種情況下，將沿軸線3的方向產(chǎn)生反作用分力，該反作用分力沿一個方向形成驅(qū)動力。隨后，可以借助于較簡單的驅(qū)動裝置、例如借助于單作用液壓缸來實現(xiàn)復(fù)位運動。在操作期間，根據(jù)圖5的組件將安裝在具有流動的預(yù)凈化的廢水或飲用水的通道中。在操作期間，隨著時間的推移將不可避免地產(chǎn)生有機物積垢和無機物積垢。為了去除這些積垢，在活塞-缸組件35、46上施加壓力，使得清潔環(huán)的組件通過活塞桿36、45沿包殼管42的縱向方向移動。同時，諸如水之類的液體在高壓下被供給到連接部37、47中。隨后， 經(jīng)由中空活塞桿36、45以及支架、特別是連接管線23、32以及連接孔5，該液體在高壓下被供給到每個清潔環(huán)I的環(huán)形通道4中。由于高壓和噴嘴6的小直徑，該液體將隨后從清潔環(huán)的環(huán)形內(nèi)表面10朝向內(nèi)部基本上徑向地從噴嘴6高速離開，在這種情況下，該液體將以另外不接觸的方式撞擊到包殼管42的外表面上，并且將以機械的方式去除包殼管42的外表面上的任何積垢。清潔環(huán)I與包殼管2之間的距離在斜面12的區(qū)域中逐漸減小至最小距離d。由于存在此錐形，清潔液體在與該錐形相對的一側(cè)上從清潔環(huán)與包殼管42之間的間隙離開。因此，任何積垢都將不會進入到內(nèi)部環(huán)形表面13與包殼管42之間的具有最小距離的區(qū)域中，而是將被沿相反的方向沖掉。因此，這種積垢不會滲入到該環(huán)形間隙中。這樣一來，確保環(huán)I不與包殼管表面32機械接觸。因此，將仔細地避免由于清潔環(huán)I的軸向運動而導(dǎo)致的與包殼管42的表面的任何刮削接觸。該包殼管表面將因此不會在清潔操作期間受損。
權(quán)利要求
1.一種用于廢水和飲用水的紫外線消毒系統(tǒng)，所述紫外線消毒系統(tǒng)包括多個紫外線輻射體，所述多個紫外線輻射體設(shè)置在包殼管(42)中，所述包殼管構(gòu)造成關(guān)于縱向軸線(3)基本上對稱；以及用于所述包殼管(42)的清潔裝置，所述清潔裝置包括如下方面-用于每個包殼管的至少一個清潔環(huán)(I)，所述至少一個清潔環(huán)(I)環(huán)繞所述包殼管(42)，-至少一個驅(qū)動裝置(35、46)，所述至少一個驅(qū)動裝置用于沿所述軸線(3)的方向驅(qū)動所述清潔環(huán)(I)，其特征在于，-所述至少一個清潔環(huán)(I)設(shè)置在與所述包殼管(42)的表面相距距離(d)的位置處，-朝向所述包殼管(42)指向的開口(6)設(shè)置在所述清潔環(huán)(I)中，和-設(shè)置有用于將處于高壓下的加壓液體供給到所述開口(6)中的供給裝置，使得所述加壓液體被作為清潔射流引導(dǎo)到所述包殼管的表面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的紫外線消毒系統(tǒng)，其特征在于，多個清潔環(huán)(I)設(shè)置有共用的支架(25、27)和用于所述加壓液體的共用供給裝置。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的紫外線消毒系統(tǒng)，其特征在于，所述清潔環(huán)(I)在所述包殼管(42)的軸向方向上的驅(qū)動以液壓的方式實現(xiàn)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的紫外線消毒系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動借助于液壓缸來實現(xiàn)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求1-3中的任一項所述的紫外線消毒系統(tǒng)，其特征在于，提供心軸驅(qū)動作為所述驅(qū)動。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求4-5中的任一項所述的紫外線消毒系統(tǒng)，其特征在于，向所述驅(qū)動供給所述加壓液體。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的紫外線消毒系統(tǒng)，其特征在于，水被用作所述加壓液體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于廢水和飲用水的紫外線消毒系統(tǒng)，包括設(shè)置在包殼管(42)中的多個紫外線輻射體，所述包殼管構(gòu)造成關(guān)于縱向軸線(3)基本上對稱；以及用于包殼管(42)的清潔裝置，該清潔裝置包括如下方面用于每個包殼管的至少一個清潔環(huán)(1)，該清潔環(huán)(1)環(huán)繞包殼管(42)，用于沿軸線(3)的方向驅(qū)動清潔環(huán)(1)的至少一個驅(qū)動裝置(35、46)，其中，至少一個清潔環(huán)(1)設(shè)置在與包殼管(42)的表面相距距離(d)的位置處，朝向包殼管(42)指向的開口設(shè)置在清潔環(huán)(1)中，并且設(shè)置有用于將處于高壓下的加壓液體供給到開口(6)中的供給裝置，使得加壓液體被作為清潔射流引導(dǎo)到包殼管的表面上。
文檔編號C02F1/32GK102612497SQ201080038068
公開日2012年7月25日 申請日期2010年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月2日
發(fā)明者厄恩斯特·馬丁·比林, 弗里德黑爾姆·克呂格爾, 拉爾夫·菲肯斯, 漢斯-約阿希姆·安東 申請人:木質(zhì)部知識產(chǎn)權(quán)控股有限責(zé)任公司