Rotierende Reinigungseinrichtung für Strahlerschutzröhren

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Reinigung von Quarzglasschutzröhren wie sie typischerweise in UV-Bestrahlungskammern enthalten sind. Solche Bestrahlungskammern finden Verwendung zur Bestrahlung von Fluiden, um diese zu desinfizieren, oder aber um chemi- sehe Reaktionen auszulösen oder zu beschleunigen.

Die oben genannten Einrichtungen bestehen im allgemeinen aus einer oder mehreren UV-durchlässigen Quarzglasröhren, die von einem geschlossenen Gehäuse oder einem offenen Gerinne so umgeben sind, dass das zu behandelnde Fluid zwischen Gehäuse/Gerinne und Quarzglasröhrenaußenseite hindurch fließt. Dabei sind in den Quarzglasröhren jeweils ein oder mehrere UV-Strahler untergebracht, die UV-Licht emittieren und dadurch die Flüssigkeit bestrahlen. Solche Einrichtungen können in ihrer desinfizierenden oder chemischen Wirkung nachlassen, wenn die äußere Oberfläche der Quarzglasschutzröhren mindestens teilweise mit, im allgemeinen festen Inhaltsstoffen aus der Flüssigkeit belegt ist, so dass nicht mehr genügend UV-Licht durch das Quarzglas hindurchtritt und in die Flüssigkeit einstrahlt. Oft wird im Falle einer solchen Verschmutzung der Quarzglasschutzröhre eine Intensitätsüberwa- chung aktiviert, die einen entsprechenden Alarm ausgibt und das Betreiberpersonal zur Reinigung auffordert. Für solche Reinigungsvorgänge wurde bereits eine ganze Reihe von Reinigungseinrichtungen ersonnen, die zur Reinigung mit unterschiedlichen Ringen und Ringbürsten ausgestattet sind und diese mit Hilfe äußerer Antriebe axial über die gesam- te Länge der Quarzglasschutzröhre schieben.

Derartige bekannte Einrichtungen sind sehr aufwendig, denn die dort vorgesehenen mechanischen Antriebselemente müssen durch das Reaktorgehäuse nach außen geführt werden, damit sie mit einem Antriebsmotor verbunden werden können. Das erfordert teils komplizierte Abdichtungen, weil die Antriebselemente entweder gedreht oder aber axial verschoben werden müssen. Zusätzlich benötigen Antriebselemente und Antriebsmotor weiteren Bauraum, der gerade bei so genannten Inline-Reaktoren, also bei zwischen zwei Flanschen in die Rohrleitung eingebauten Reaktoren, nicht zur Verfügung steht.

Darüber hinaus liegen die genannten Reinigungsringe oder Ringbürsten nicht über den gesamten Umfang der Quarzglasschutzröhre gleichmäßig an, so dass es bei den Reinigungsvorgängen zu streifenförmigen, axial verlaufenden Bereichen kommt, die schlechter oder gar nicht ge- reinigt sind. Auch verursachen Sand oder Kies aus vorgelagerten Filtern Beschädigungen auf der Quarzglasoberfläche.

Dementsprechend stellt sich die Erfindung die Aufgabe, die genannten Nachteile der bekannten Reinigungseinrichtungen mindestens teilweise zu vermeiden. Dabei soll eine möglichst einfache Reinigungseinrichtung bereit gestellt werden, die die zylinderförmigen Bestrahlungseinrichtungen zuverlässig, das heißt ohne Streifenbildung an Verschmutzungen reinigt. Darüber hinaus sollen möglichst auch bereits sich im Betrieb befindende Bestrahlungseinrichtungen mit der neuen Reinigungseinrich- tung nachrüstbar sein.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Reinigungseinrichtung gemäß Anspruch 1 und das Reinigungsverfahren gemäß Anspruch 14. Bevorzugte Ausführungen dieser Einrichtung und dieses Verfahrens sind in den ab- hängigen Ansprüchen 2 bis 13 bzw. 15 dargestellt. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird hiermit durch Bezugnahme zum Inhalt dieser Beschreibung gemacht.

Die beschriebenen Nachteile werden mit den in Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmalen vermieden. Zum Einsatz kommen keine axial zu verschiebenden Reinigungsringe oder Bürsten, sondern Wischelemente, die sich vorzugsweise über die gesamte Quarzglasrohrlänge erstrecken, im wesentlichen parallel zur Rohrachse verlaufen und die Quarzglasröhre nach Art eines Käfigs umgeben. Die käfigförmige Struktur/Gebilde/Konstruktion entsteht durch insbesondere ringförmige Verbindungsglieder, die vorzugsweise die Wischer miteinander verbinden. Durch eine schraubenförmig um das Quarzglasschutzrohr herum kreisende Strömung (wie sie beispielsweise im Europäischen Patent mit der Nr. 0 803 472 beschrieben ist) wird das käfigförmige, die Wischer enthaltende Gebilde in Rotation versetzt, wobei die Quarzglasschutzröhre als eine Art Lagerwelle dient.

Damit ist eine einfache und auch einfach nachrüstbare Reinigungseinrichtung geschaffen, die von einer Seite her lose über die Quarzglasröhre geschoben wird. Der innere Durchmesser der Reinigungseinrichtung ist etwas größer als der Außendurchmesser der Quarzglasschutzröhre. Das dadurch mögliche leichte Taumeln der Reinigungseinrichtung stellt sicher, dass im zeitlichen Mittel alle Bereiche der Quarzglasoberfläche gleich häufig und mit demselben Anpressdruck gereinigt werden. Dadurch werden die Nachteile herkömmlicher Reinigungseinrichtungen vermieden, insbesondere sind keine Antriebselemente verbunden mit Abdichtungen und Antriebsmotore notwendig und die Quarzglasrohroberfläche wird in ihrer Gänze und nicht nur in Teilbereichen sauber gehalten.

Anspruch 2 benennt noch einmal, die für die Rotation verantwortliche Ursache. Die Reinigungseinrichtung setzt der um die Quarzglasröhre schraubenförmig herum fließende Strömung einen Strömungswider-

stand entgegen, der ein Drehmoment auf die Reinigungseinrichtung ausübt und damit deren rotierende Bewegung verursacht.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung gibt Anspruch 3 wieder. Danach bestehen die Wischelemente aus streifenförmigen, lang gezogenen und sich im wesentlichen parallel zur Quarzglasröhrenoberfläche erstreckenden Wischelementen, die mit ihrer schmalen, schabenden Seite der Quarzglasröhre zugewandt sind.

Mit den Merkmalen nach Anspruch 4 wird beschrieben, dass die erfindungsgemäße Reinigungseinrichtung auch nur ein Wischelement enthalten kann. Damit das Gesamtsystem weiter in der Lage ist, um die Quarzglasröhre zu rotieren, müssen Gegenhalter vorhanden sein, die das Gesamtsystem so vervollständigen, dass es frei drehbar bleibt, oh- ne zu klemmen und ohne dass sich das Wischelement zu weit von der Quarzglasröhre entfernen kann. Der Vorteil besteht in der damit verbundenen Reibungsarmut, so dass auch ein kleines Drehmoment in eine Drehbewegung der Reinigungseinrichtung umgesetzt werden kann.

Mit dem Merkmal nach Anspruch 5 wird eine weitere vorteilhafte Ausbildungsform der Erfindung dargestellt. Danach winden sich die streifenförmigen Wischblätter spiral- oder schraubenförmig um die Quarzglasröhre. Damit verbessert sich die Lagerung der gesamten käfigförmigen Reinigungseinrichtung.

Eine weitere vorteilhafte ggf. Ausbildung der Erfindung ergibt sich mit den Ansprüchen 6 und 10, wenn das Drehmoment durch zu geringe Rotationsgeschwindigkeit der Strömung oder durch zu geringen Strömungswiderstand der Reinigungseinrichtung - beispielsweise bei engen Ringspalten zwischen Reaktormantelrohr und zentrisch darin angeordnetem Quarzglasrohr - alleine nicht ausreicht, um die Reinigungseinrichtung um die Achse der Quarzglasröhre zu drehen.

Dann kann ein Reinigungseinrichtung senkrecht zu ihrer Achse und tangential auf ihre runde käfigförmige Struktur weisende Düsenströmung eines Mediums ein zusätzliches Drehmoment aufbringen, welches dann zur Drehung der Reinigungseinrichtung führt.

Mit den Merkmalen nach Anspruch 7, 8 und 9 wird eine spezielle Ausführungsform der erfindungsgemäßen Reinigungseinrichtung beschrieben. Danach werden zusätzliche Antriebs- oder Widerstandselemente an der käfigförmigen Struktur angebracht, die das angreifende Drehmo- ment erhöhen. Diese Elemente können halbkugelförmige oder halbscha- lenförmige Elemente sein, die mit ihrer widerstandsstärkeren Seite der Flüssigkeitsströmung zugewandt sind. Damit wird eine weitere Möglichkeit beschrieben, das wirkende Drehmoment zu erhöhen.

In den Ansprüchen 11 und 12 werden beispielhaft UV-Bestrahlungseinrichtungen genannt, in denen üblicherweise eine oder mehrere mit Strahlern bestückte Quarzglasröhren zum Einsatz kommen. Dort lässt sich die erfindungsgemäße Reinigungseinrichtung vorteilhaft einsetzen.

Und schließlich wird mit Anspruch 13 eine Möglichkeit beschrieben, wie die Reinigungswirkung der Wischblätter erhöht werden kann. Durch Einsatz von Bürsten mit Bürstenhaaren oder insbesondere lippenartigen Gummi- oder Weichgummielementen auf den schmalen der Quarzglasröhre zugewandten Seite der Wischblätter kann die Reinigungskraft er- höht werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in der Fig. 1 erläutert. Die Fig. 1 zeigt schematisch einen aufgeschnittenen UV-Reaktor mit erfindungsgemäßer Reinigungseinrichtung in perspektivischer Darstellung. Gezeigt ist mit (1 ) ein Teil des äußeren Reaktorkörpers eines UV-Reaktors sowie die Quarzglasröhre (2) und der in ihr untergebrachte UV- Strahler (3). Mit dem wendeiförmigen Pfeil (4) wird die rotierende Strö-

mung angedeutet, die in schraubenförmiger Weise um die Quarzglasröhre (2) herum fließt. (5) zeigt die käfigförmige Reinigungseinrichtung, die aus darstellungstechnischen Gründen verkürzt gezeigt ist, sich aber in Wirklichkeit über die gesamte Quarzrohrlänge erstreckt. Die käfigför- mige Reinigungseinrichtung (5) besteht aus den langgezogenen streifenförmigen Wischblättern (6) und den Verbindungsringen (7), von denen nur einer dargestellt ist. Die gesamte Reinigungseinrichtung (5) wird durch die Strömung in Richtung der Strömungspfeile (4) angetrieben. Dadurch streifen die Wischblätter (6) mit ihren Schmalseiten auf der Quarzglasröhre um ihre Achse herum und verhindern das Ablagern von Feststoffen auf der Quarzrohroberfläche bzw. schaben vorhandene Beläge ab.