DE102023111962A1 - Device and method for disinfection of liquid media - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entkeimen von flüssigen Medien, wobei das flüssige Medium im Durchlaufverfahren mittels mindestens eines UV-Strahlers mit UV-Strahlen beaufschlagt wird und der UV-Strahler mittels mindestens eines durchsichtigen Elements von dem vorbeiströmenden Medium getrennt ist, wobei die Vorrichtung mindestens ein, zumindest das durchsichtige Element mit Ultraschallschwingungen beaufschlagendes Ultraschallelement aufweist.
Verfahrensgemäß wird das flüssige Medium im Durchlaufverfahren mittels mindestens eines UV-Strahlers mit UV-Strahlen beaufschlagt und der UV-Strahler ist mittels mindestens eines durchsichtigen Elements von dem vorbeiströmenden Medium getrennt und das flüssige Medium durch das durchsichtige Element mit den UV-Strahlen beaufschlagt, wobei während des Durchlaufverfahrens Ultraschallschwingungen mittels mindestens eines Ultraschallelementes erzeugt werden, welche zumindest an dem durchsichtigen Element das Entstehen von Ablagerungen verhindern und/oder bestehende Ablagerungen beseitigen.
The invention relates to a device for disinfecting liquid media, wherein the liquid medium is exposed to UV rays in a continuous process by means of at least one UV lamp and the UV lamp is separated from the medium flowing past by means of at least one transparent element, wherein the device has at least one ultrasonic element which exposes at least the transparent element to ultrasonic vibrations.
According to the method, the liquid medium is exposed to UV rays in a continuous process by means of at least one UV lamp and the UV lamp is separated from the medium flowing past by means of at least one transparent element and the liquid medium is exposed to the UV rays through the transparent element, wherein during the continuous process ultrasonic vibrations are generated by means of at least one ultrasonic element, which prevent the formation of deposits and/or remove existing deposits at least on the transparent element.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Entkeimung von flüssigen Medien nach dem Oberbegriff des ersten und neunten Patentanspruchs.The invention relates to a device and a method for disinfecting liquid media according to the preamble of the first and ninth patent claims.
Beispielsweise kreislaufgeführte Kühlschmierstoffe und Bohremulsionen in Maschinen der Metallbearbeitungsindustrie (z. Bsp. Drehen, Fräsen, Schleifen) unterliegen einem stetigen Aufwuchs von Mikroorganismen, z. Bsp. Bakterien und Pilzen. Die in den Maschinen und Vorratstanks vorherrschenden Bedingungen, wie Temperatur und Nährstoffgehalt, begünstigen dabei den Aufwuchs der Mikroorganismen. Durch die Zersetzung der Schmierstoffe kommt es zu einer Minderung der Kühl- und Schmierleistung und die entstehenden Zersetzungsprodukte sorgen für sehr unangenehme Gerüche.For example, circulating cooling lubricants and drilling emulsions in machines in the metalworking industry (e.g. turning, milling, grinding) are subject to a constant growth of microorganisms, e.g. bacteria and fungi. The conditions prevailing in the machines and storage tanks, such as temperature and nutrient content, promote the growth of microorganisms. The decomposition of the lubricants leads to a reduction in the cooling and lubricating performance and the resulting decomposition products cause very unpleasant odors.
Weiterhin nachteilig ist, dass es durch die Aerosolbildung im Maschinenraum zu einem Kontakt des Bedieners mit den Mikroorganismen kommt, was oftmals zu Ausschlägen auf der Haut oder Atemwegserkrankungen führt.Another disadvantage is that the formation of aerosols in the engine room leads to contact between the operator and the microorganisms, which often leads to rashes on the skin or respiratory diseases.
Eine Möglichkeit diesem Entgegenzuwirken ist beispielsweise die chemische Desinfektion des Kühlschmierstoffes durch Zugabe von Desinfektionsmitteln direkt in den Vorratstank. Dies sollte direkt nach einer Reinigung der Maschine und bei der Zugabe von frischen Kühlschmierstoff geschehen, sodass ein Aufwuchs von Anfang verhindert wird. Dabei ist zu beachten, dass auch eine ausreichende Menge des Desinfektionsmittels entsprechend der Menge des Kühlschmierstoffes zugegeben wird.One way to counteract this is, for example, chemically disinfecting the coolant by adding disinfectants directly to the storage tank. This should be done immediately after cleaning the machine and when adding fresh coolant, so that growth is prevented from the outset. It is important to ensure that a sufficient amount of disinfectant is added in accordance with the amount of coolant.
Ist die Konzentration zu gering kann keine ausreichende Wirkung erzielt werden. Im Laufe des Betriebs nimmt die Konzentration des Desinfektionsmittels zudem stetig durch die Desinfektionswirkung, Ausgasung sowie die thermische Zersetzung am heißen Werkstück ab. Durch die bereits beschriebene Aerosolbildung kommt der Bediener auch hier in Kontakt mit dem Desinfektionsmittel, was ebenfalls zu Hautauschlägen führen kann.If the concentration is too low, sufficient effect cannot be achieved. During operation, the concentration of the disinfectant also decreases steadily due to the disinfectant effect, outgassing and thermal decomposition on the hot workpiece. Due to the aerosol formation described above, the operator also comes into contact with the disinfectant, which can also lead to skin rashes.
Eine regelmäßige Kontrolle der Konzentration an Desinfektionsmittel und die Nachdosierung sorgen dabei für Aufwand und Kosten.Regular monitoring of the concentration of disinfectant and re-dosing involve effort and costs.
Eine weitere Möglichkeit ist die physikalische Reinigung des Kühlschmierstoffes. Oftmals werden dafür Filteranlagen mit Koaleszenzabscheider genutzt um eingetragene Fremdöle und Feststoffe abzuscheiden. Diese Geräte haben einen hohen Bedienaufwand und werden aufgrund des hohen Preises oftmals als mobile Geräte ausgeführt um den Kühlschmierstoff in mehreren Maschinen aufbereiten zu können. Die Maschinen können während der Aufbereitung des Kühlschmierstoffes nicht in Betrieb bleiben. Zudem verbleiben Mikroorganismen im Medium und können im ungünstigsten Fall in andere Maschinen verschleppt werden. Um dem entgegenzuwirken können bei manchen Herstellern UVC-Systeme zur Desinfektion des Kühlschmierstoffes nachgeschaltet werden. Diese Systeme müssen allerdings ebenfalls gereinigt und unterhalten werden. Alternativ wird Desinfektionsmittel zugesetzt, was die bereits beschriebenen Nachteile mit sich bringt.Another option is to physically clean the coolant. Filter systems with coalescence separators are often used to separate foreign oils and solids. These devices are very difficult to operate and, due to their high price, are often designed as mobile devices so that the coolant can be processed in several machines. The machines cannot remain in operation while the coolant is being processed. In addition, microorganisms remain in the medium and, in the worst case, can be carried over to other machines. To counteract this, some manufacturers can install UVC systems to disinfect the coolant. However, these systems also have to be cleaned and maintained. Alternatively, disinfectants are added, which has the disadvantages already described.
Aus der Druckschrift
In der Druckschrift
Mikroorganismen mit mikrobiozider UV-Strahlung mindestens eines UV-Strahlers bestrahlt wird. Als UV-Reaktor wird ein Flachbettreaktor oder ein Fallfilmreaktor eingesetzt, worin der mindestens eine UV-Strahler im Zentrum eines Fallrohrs angeordnet ist. Der solchermaßen gereinigte, wiedergewonnene Schmierstoff und/oder Kühlschmierstoff wird durch mindestens eine Rohrleitung in mindestens einen Sammelbehälter geleitet. Der Sammelbehälter kann ein mindestens ein Agitationsmittel aufweisen, das beispielsweise aus der Gruppe, bestehend aus Vibramax Schüttlern, Ultraschallbädern, Ultraschalllanzen und mechanischen Rührern ausgewählt ist. Durch die Agitationsmittel sollen gespaltene Schmierstoffe und/oder Kühlschmierstoffe wieder homogenisiert werden. Es kann auch eine Abtrennung von flüssigen und/oder festen Partikeln aus Flüssigkeiten vorgesehen werden, die unter anderem mindestens eine Akustophoresevorrichtung oder Akustoaggregationsvorrichtung zum Konzentrieren, Agglomerieren und/oder Aggregieren von flüssigen und/oder festen Partikeln in einer Flüssigkeit mithilfe stehender Ultraschallwellen umfasst.Microorganisms are irradiated with microbicidal UV radiation from at least one UV lamp. A flat bed reactor or a falling film reactor is used as the UV reactor, in which the at least one UV lamp is arranged in the center of a downpipe. The lubricant and/or cooling lubricant cleaned and recovered in this way is passed through at least one pipe into at least one collection container. The collection container can have at least one agitation agent, which is selected, for example, from the group consisting of Vibramax shakers, ultrasonic baths, ultrasonic lances and mechanical stirrers. The agitation agents are intended to homogenize split lubricants and/or cooling lubricants again. A separation of liquid and/or solid particles from liquids can also be provided, which includes, among other things, at least one acoustophoresis device or acoustoaggregation device for concentrating, agglomerating and/or aggregating liquid and/or solid particles in a liquid using standing ultrasonic waves.
Diese Lösung gestaltet sich durch die Verwendung eines UV-Flachbettreaktors oder eines UV-Fallfilmreaktors, dessen UV-Strahler im Zentrum eines Fallrohrs angeordnet ist, relativ aufwendig.This solution is achieved by using a UV flatbed reactor or a UV falling film reactor, whose UV emitter is arranged in the center of a fall pipe, is relatively complex.
Grundsätzliches Ziel ist es bei den vorgenannten beschriebenen Lösungen, die Standzeiten von Kühlschmierstoffen zu verlängern.The basic aim of the solutions described above is to extend the service life of cooling lubricants.
Nachteilig bei den vorgenannten Varianten, welche UV-Strahlung verwenden ist, dass die Oberflächen, an welchen das Medium vorbeiströmt verschmutzen kann und dass sich die Lösungen relativ aufwendig gestaltenThe disadvantage of the aforementioned variants, which use UV radiation, is that the surfaces over which the medium flows can become dirty and that the solutions are relatively complex
Die Aufgabe der Erfindung besteht daher in der Schaffung einer Vorrichtung zur Desinfektion von flüssigen Medien durch UV-Entkeimung, die einen einfachen und kostengünstigen Aufbau aufweist.The object of the invention is therefore to provide a device for disinfecting liquid media by UV disinfection, which has a simple and cost-effective construction.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des ersten und neunten Patentanspruchs gelöst.This object is achieved according to the invention by the features of the first and ninth patent claims.
Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous embodiments emerge from the subclaims.
Die Vorrichtung zum Entkeimen von flüssigen Medien, wobei das flüssige Medium im Durchlaufverfahren mittels mindestens eines UV-Strahlers mit UV-Strahlen beaufschlagt wird und der UV-Strahler mittels mindestens eines durchsichtigen Elements von dem vorbeiströmenden Medium getrennt ist, weist mindestens ein, zumindest das durchsichtige Element mit Ultraschallschwingungen beaufschlagendes Ultraschallelement auf.The device for disinfecting liquid media, wherein the liquid medium is exposed to UV rays in a continuous process by means of at least one UV lamp and the UV lamp is separated from the medium flowing past by means of at least one transparent element, has at least one ultrasonic element which exposes at least the transparent element to ultrasonic vibrations.
Bevorzugt weist die Vorrichtung mindestens eine Bestrahlungskammer mit mindestens einem Kanal auf, durch welchen das Medium strömt, wobei in der Kammer eine oder mehrere UV-Strahler angeordnet sind, die mit dem durchsichtigen Element von dem Medium getrennt sind. An einer Außenwand der Kammer ist mindestens ein Ultraschallelement angeordnet, dessen Schwingungen Ablagerungen an einer Oberfläche des durchsichtigen Elements, an der das Medium vorbeiströmt, verhindert oder beseitigt. The device preferably has at least one irradiation chamber with at least one channel through which the medium flows, wherein one or more UV emitters are arranged in the chamber, which are separated from the medium by the transparent element. At least one ultrasonic element is arranged on an outer wall of the chamber, the vibrations of which prevent or remove deposits on a surface of the transparent element past which the medium flows.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die Bestrahlungskammer aus einem im Querschnitt vieleckigen, insbesondere rechteckigem oder quadratischem Hohlprofil gebildet.In an advantageous embodiment, the irradiation chamber is formed from a hollow profile with a polygonal cross-section, in particular a rectangular or square one.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung sind in dem Hohlprofil mindestens ein oder mehrere sich entlang einer Längsachse des Hohlprofils erstreckende UV-Strahler angeordnet, der/die UV-Strahler von einer Glasröhre ummantelt sind, die von dem Medium umströmt wird. Zusätzlich oder alternativ ist zwischen dem/den UV-Strahler/n und dem Medium eine durchsichtige flüssigkeitsdichte Trennwand angeordnet. An der Außenwand der Kammer sind in Bezug auf die Längsachse mehrere Ultraschallelemente übereinander und/oder nebeneinander angeordnet sind.In a particularly preferred embodiment of the device, at least one or more UV emitters extending along a longitudinal axis of the hollow profile are arranged in the hollow profile, the UV emitter(s) being encased in a glass tube around which the medium flows. Additionally or alternatively, a transparent liquid-tight partition is arranged between the UV emitter(s) and the medium. On the outer wall of the chamber, several ultrasonic elements are arranged one above the other and/or next to each other in relation to the longitudinal axis.
Die Zuführung des strömenden Mediums in die Bestrahlungskammer erfolgt vorzugsweise über eine Zuleitung und eine Ableitung.The flowing medium is preferably supplied to the irradiation chamber via a supply line and a discharge line.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Medium eine Kühl-Schmierstoff-Flüssigkeit einer Werkzeugmaschine, wobei die Zuleitung und die Ableitung mit einem Behälter der Kühl-Schmierstoff-Flüssigkeit verbunden sind. Das Medium im Umlauf wird mittels einer Pumpe aus dem Behälter durch die Bestrahlungskammer und zurück in den Behälter gefördert.In an advantageous embodiment, the medium is a cooling-lubricating liquid of a machine tool, with the supply line and the discharge line being connected to a container of the cooling-lubricating liquid. The circulating medium is pumped from the container through the irradiation chamber and back into the container.
Die Zuleitung und Ableitung des Behälters der Kühl-Schmierstoff-Flüssigkeit ist bevorzugt auf einer halben Bauhöhe des Behälters oder oberhalb und besonders bevorzugt an sich gegenüberliegenden Seiten angeordnet.The supply and discharge lines of the container for the cooling-lubricating liquid are preferably arranged at half the height of the container or above and particularly preferably on opposite sides.
Das Medium ist flüssig, wobei darunter Medien verstanden werden, bei denen sich Ablagerungen oder Verschmutzungen insbesondere an den durchsichtigen Elementen absetzen.The medium is liquid, which refers to media in which deposits or contaminants settle, particularly on the transparent elements.
Das durchsichtige Element besteht vorteilhafter Weise aus Quarzglas.The transparent element is preferably made of quartz glass.
Die in der Vorrichtung verwendeten UV-Strahler sind bevorzugt UVC-Strahler. Insbesondere sind zwei Arten von UVC-Strahlern vorhanden, wobei eine erste Art von UVC-Strahlern UVC-Licht mit einer Wellenlänge von 254nm erzeugt und eine zweite Art von UVC-Strahlern UVC-Licht mit einer Wellenlänge von 185nm erzeugt. Die Wellenlänge von 254nm dient der reinen Desinfektion innerhalb der UVC-Kammer. Die Wellenlänge von 185nm erzeugt hingegen zusätzlich Ozon bzw. freie Radikale in der Vorrichtung. The UV lamps used in the device are preferably UVC lamps. In particular, two types of UVC lamps are present, with a first type of UVC lamp generating UVC light with a wavelength of 254nm and a second type of UVC lamp generating UVC light with a wavelength of 185nm. The wavelength of 254nm is used purely for disinfection within the UVC chamber. The wavelength of 185nm, on the other hand, also generates ozone or free radicals in the device.
Diese Radikale werden aus der UVC-Kammer ausgetragen und sorgen in den Rohrleitungen und im Vorratstank für eine zusätzliche Entkeimung.These radicals are removed from the UVC chamber and ensure additional disinfection in the pipes and storage tank.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Entkeimen von flüssigen Medien, mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung wird das flüssige Medium im Durchlaufverfahren mittels mindestens eines UV-Strahlers mit UV-Strahlen beaufschlagt, wobei der UV-Strahler mittels mindestens eines durchsichtigen Elements von dem vorbeiströmenden Medium getrennt ist. Das flüssige Medium wird durch das durchsichtige Element mit den UV-Strahlen beaufschlagt derart, dass während des Durchlaufverfahrens Ultraschallschwingungen mittels mindestens eines Ultraschallelementes erzeugt werden, welche zumindest an dem durchsichtigen Element das Entstehen von Ablagerungen verhindern und/oder bestehende Ablagerungen beseitigen.With the method according to the invention for disinfecting liquid media, with a device according to the invention, the liquid medium is exposed to UV rays in a continuous process by means of at least one UV lamp, wherein the UV lamp is separated from the medium flowing past by means of at least one transparent element. The liquid medium is exposed to the UV rays through the transparent element in such a way that ultrasonic vibrations are generated during the continuous process by means of at least one ultrasonic element. which prevent the formation of deposits and/or remove existing deposits at least on the transparent element.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wirken die Ultraschallschwingungen permanent während des Entkeimungsvorganges. Alternativ werden die Ultraschallschwingungen in zeitlich festgelegten Abständen erzeugt.In an advantageous embodiment of the method, the ultrasonic vibrations are permanent during the disinfection process. Alternatively, the ultrasonic vibrations are generated at fixed intervals.
Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert:The invention is explained in more detail below using an embodiment and associated drawings:
Es zeigen:
-
1 eine Vorrichtung zum Entkeimen von flüssigen Medien mit einem UV-Strahler in der Vorderansicht -
2 die Vorrichtung nach1 in der Seitenansicht, -
3 eine Vorrichtung zum Entkeimen von flüssigen Medien mit zwei nebeneinander angeordneten UV-Strahlern in der Vorderansicht, -
4 die Vorrichtung nach3 in der Seitenansicht, -
5 oberer Aufnahmebereich gemäß3 und 4 , -
6 unterer Aufnahmebereich gemäß3 und 4 , -
7 Trennung des Durchflussbereichs und des/der UV-Strahler mittels einer durchsichtigen Scheibe, -
8 Trennung des Durchflussbereiches mittels zwei durchsichtigen Scheiben, zwischen denen die UV-Strahler angeordnet sind in der Seitenansicht, -
9 Schnitt A-A gemäß 8 .
-
1 a device for disinfecting liquid media with a UV lamp in the front view -
2 the device according to1 in side view, -
3 a device for disinfecting liquid media with two UV lamps arranged next to each other in the front view, -
4 the device according to3 in side view, -
5 upper recording area according to3 and4 , -
6 lower recording area according to3 and4 , -
7 Separation of the flow area and the UV lamp(s) by means of a transparent pane, -
8 Separation of the flow area by means of two transparent panes between which the UV lamps are arranged in the side view, -
9 Section AA according to8 .
Alternativ kann das Medium auch über den Fußbereich 5 eingeleitet und über den Kopfbereich 4 ausgeleitet werden.Alternatively, the medium can also be introduced via the
Das Gehäuse 3 ist hier in Form eines Rohres mit quadratischem Querschnitt ausgebildet und weist an einer Seite mehrere Ultraschallelemente 7 auf, die entlang der Längsachse L übereinander und in einem Abstand zueinander an einer Seite des Gehäuses 3 angeordnet sind.The
In den
Die Glasrohre 2 bilden Schutzrohre für die UV-Strahler 1 und bestehen insbesondere aus Quarzglas.The
Das Medium M umströmt bei den Varianten gemäß der
Der Abstand a der Außenfläche 2a zur Innenwand 3.1 des/der Schutzrohre/Rohre 2 liegt beispielsweise bei 3 bis 10mm, insbesondere 5 bis 8 mm, besonders vorteilhaft hat sich ein Abstand von 6.5mm erwiesen.The distance a of the outer surface 2a to the inner wall 3.1 of the protective tube(s) 2 is, for example, 3 to 10 mm, in particular 5 to 8 mm, a distance of 6.5 mm has proven to be particularly advantageous.
Untereinander beträgt der Abstand b der Glasrohre 2 in Form der Schutzrohre 12 mm bis 22 mm, bevorzugt 15 mm bis 19 mm, insbesondere 17mm.The distance b between the
Der innere Abstand c der Innenflächen 3.1 der längeren Seite des Gehäuses 3 beträgt 50 bis 100 mm, insbesondere 65 mm bis 90 mm, besonders bevorzugt 70 mm bis 80 mm.The inner distance c of the inner surfaces 3.1 of the longer side of the
Die Schutzrohre / Glasrohre 2 sind im Kopfbereich 4 offen um dort (in
An diesem oberen Ende wird jedes Schutzrohr / Glasrohr 2 mittels O-Ringen 8 gegen den Reaktorkörper, hier gegen das Kopfteil 4 abgedichtet. Das Kopfteil 4 wiederum wird flüssigkeitsdicht mit dem Gehäuse 3 verbunden und an dem oberen Ende mit einer Endplatte 9 verschlossen.At this upper end, each protective tube /
Die UV-Strahler 1 sind an ihrem oberen Ende mit Kontaktbereichen 1.1 versehen und werden elektrisch kontaktiert (nicht dargestellt),The
In
Das Reaktormaterial für das Gehäuse 3 ist bevorzugt VA-Stahl um die Schwingungen der Ultraschallelemente 7 (US-Schwinger) übertragen zu können.The reactor material for the
Prinzipiell lässt sich die Anzahl der UV-Strahler 7 und Schutzrohre / Glasrohre 2 jeweils von 1 Stück bis X-Stück variieren.In principle, the number of
In
Hier wird der Reaktor/die Vorrichtung durch eine Scheibe 11 aus Quarzglas geteilt.Here, the reactor/device is divided by a
Das Quarzglas / die Scheibe 11 muss dabei abgedichtet in dem Gehäuse 3 angeordnet sein. An der Seite des Gehäuses 3, die von dem Medium M durchströmt wird, sind die Ultraschalelemente 7 an der Außenseite des Gehäuses 3 angeordnet.The quartz glass/
Eine weitere Variante der erfindungsgemäßen Lösung ist als Prinzipskizze in
Es sind mehrere UV-Strahler 7 nebeneinander zwischen zwei Scheiben 11 aus Quarzglas angeordnet. An jeder Scheibe 11 strömt das Medium M vorbei. Vor- und Rücklauf sind nicht dargestellt.
Das Medium M strömt an den beiden Scheiben 11 vorbei und wird mittels der UV-Strahler 1, welche durch die Scheiben strahlen, desinfiziert.The medium M flows past the two
Die Abmaße der UV-Strahler 7 und Schutzrohre / Glasrohre 2, Scheiben 11 sind von der jeweiligen Leistungsklasse des UV-Strahlers abhängig.The dimensions of the
Es sind auch kürzere, längere, dünnere und dickere Abmaße möglich.Shorter, longer, thinner and thicker dimensions are also possible.
Dementsprechend muss die Geometrie des Reaktors/der Vorrichtung angepasst werden. Ebenso ist die Anzahl der Ultraschall-Schwinger 7 variabel.The geometry of the reactor/device must be adapted accordingly. The number of
Die Anordnung der Ultraschallelemente 7 kann an die Geometrie des Reaktorkörpers/der Vorrichtung angepasst werden, zum Beispiel auch in mehreren Reihen.The arrangement of the
Auch muss die Anordnung der Ultraschallelemente 7 nicht zwingend auf nur einer oder zwei Seiten des Reaktors erfolgen. Man könnte die Ultraschallelemente auch umlaufend verteilen, je nach Anwendungsfall und welche Oberflächen im Reaktor/der Vorrichtung gereinigt werden müssen/sollen.The
Da durch das, an den Glasrohren 2 / Schutzrohren und den Scheiben 11 vorbeiströmende, Medium M Ablagerungen auf den Glasrohren 2 / Schutzrohren und den Scheiben 11 hervorrufen kann, würde dadurch das Durchdringen der UV-Strahlen beeinträchtigt und dadurch die Reinigungsleistung bzw. Desinfektionswirkung auf das Medium M beeinträchtigt.Since the medium M flowing past the
Durch den Einsatz der Ultraschall-Elemente 1 wird erstmalig gewährleistet, dass durch die Ultraschallschwingungen, die über das Gehäuse 3 und das Medium M auf das durchsichtige/die durchsichtigen Element/e in Form der Schutzrohre/Glasrohre 2 bzw. Scheiben 11 2/11 wirken, von diesen vorhandene Anlagerungen entfernt bzw. das Entstehen von Ablagerungen verhindert. Des Weiteren werden Ablagerungen am Gehäuse entfernt.The use of the
Die Durchströmungsrichtung im Reaktor/der Vorrichtung sollte von unten nach oben verlaufen.The flow direction in the reactor/device should be from bottom to top.
Bei den Varianten nach den
Generell können aber Vor- und Rücklauf auch anders, bzw. flexibel gestaltet werden.In general, however, the forward and return flow can also be designed differently or flexibly.
Reaktorgeometrie, Abstände, Anzahl UV-Strahler 1, Anzahl Ultraschallelemente 7 usw. sind flexibel und der Anwendung angepasst zu realisieren. Ggf. kann sie jeweils günstigste Konfiguration auch durch Vorversuche ermittelt werden.Reactor geometry, distances, number of
Um eine gegenseitige Beeinflussung der Ultraschallelemente zu verhindern, sind je nach Typ spezifische Mindestabstände zwischen den Ultraschallelementen zu beachten.In order to prevent mutual interference between the ultrasonic elements, specific minimum distances between the ultrasonic elements must be observed depending on the type.
Durch die Desinfizierung des Mediums kann die gesundheitliche Belastung für die Mitarbeiter reduziert werden und unangenehme Gerüche können reduziert werden.By disinfecting the medium, the health burden on employees can be reduced and unpleasant odors can be reduced.
Insgesamt wird die Lebensdauer des Mediums verlängert. Somit können die laufenden Kosten und Ausfallzeiten von Maschinen und Bedienern gesenkt werden.Overall, the service life of the medium is extended. This reduces running costs and downtime for machines and operators.
Erreicht wird dies durch die Absenkung bzw. das Verhindern des Aufwuchses der mikrobiellen Belastung im Kühlschmierstoff (KSS), wenn dieser das zu reinigende Medium ist, durch den stetigen Einsatz von UVC-Strahlung während der Laufzeit der Maschinen.This is achieved by reducing or preventing the growth of microbial contamination in the cooling lubricant (CL), if this is the medium to be cleaned, through the continuous use of UVC radiation during the running time of the machines.
Dazu wird der KSS aus dem Vorratstank der Werkzeugmaschine im Kreislauf durch mindestens eine Bestrahlungskammer der Vorrichtung gepumpt. Beim Passieren der Bestrahlungskammer wird der KSS dem UVC-Licht ausgesetzt und dadurch desinfiziert. Bisherige Untersuchungen zeigten eine signifikante Reduzierung der Keimzahl in bereits versottetem KSS. Zudem wurde der Geruch spürbar reduziert und Ausschläge auf der Haut der Mitarbeiter gingen zurück oder traten nicht mehr auf.For this purpose, the coolant is pumped from the storage tank of the machine tool through at least one irradiation chamber of the device. When passing through the irradiation chamber, the coolant is exposed to UVC light and thus disinfected. Previous studies have shown a significant reduction in the number of germs in coolant that has already become sooty. In addition, the smell was noticeably reduced and rashes on the employees' skin decreased or no longer occurred.
Durch den zusätzlichen Einsatz der Ultraschallelemente wird das Absetzen von Schwebstoffen, Fetten und Fremdölen an den durchsichtigen Elementen vermieden.The additional use of ultrasonic elements prevents the settling of suspended matter, fats and foreign oils on the transparent elements.
Dazu werden die Ultraschallelemente auf der Außenseite der Bestrahlungskammer der Vorrichtung montiert und wirken ins Innere der Kammer hinein. Anhaftungen an den durchsichtigen Elementen/ am Glas werden durch die erzeugte Kavitation abgelöst und die Wirksamkeit der UV-Strahlung wiederhergestellt bzw. nicht eingeschränkt.For this purpose, the ultrasound elements are mounted on the outside of the device's irradiation chamber and act on the inside of the chamber. Adhesions to the transparent elements/glass are removed by the cavitation generated and the effectiveness of the UV radiation is restored or not restricted.
Das System ist für die feste Installation direkt an einer Maschine oder an einem in der Nähe befindlichen Gestell bzw. einer Wand gedacht, wenn z.B. KSS desinfiziert werden soll. Eine am Vorratstank des KSS montierte Pumpe fördert kontinuierlich den Kühlschmierstoff der Maschine durch den Entkeimer.The system is designed for permanent installation directly on a machine or on a nearby frame or wall, for example if coolant needs to be disinfected. A pump mounted on the coolant storage tank continuously pumps the machine's cooling lubricant through the disinfector.
Die Durchflussrate des KSS wird durch die Leistung der Pumpe definiert. Je nach Größe des Vorratstanks kann die UVC-Leistung durch die im Vorfeld mögliche Auswahl an UVC-Lampen angepasst werden um eine ausreichende Desinfektion zu gewährleisten.The flow rate of the coolant is defined by the performance of the pump. Depending on the size of the storage tank, the UVC output can be adjusted by selecting the UVC lamps in advance to ensure sufficient disinfection.
Für den Betrieb des Systems sorgt eine implementierte Steuerung, welche über ein Touch-Display bedient werden kann. Der Betreiber kann dort die Häufigkeit der Reinigungszyklen des Systems mit Ultraschall sowie die Laufzeit des Systems zur UVC-Desinfektion einstellen.The system is operated by an implemented control system that can be operated via a touch display. The operator can use it to set the frequency of the system's cleaning cycles with ultrasound as well as the system's running time for UVC disinfection.
Im Anschluss läuft das System nach den eingestellten Vorgaben autark. Eine Betreuung durch den Betreiber soll dann nur noch zu den notwendigen Wartungszeitpunkten am System notwendig sein. Die Wartung beschränkt sich dabei nur noch auf den Austausch der UVC-Lampen, welche nach den, vom Hersteller der UVC-Lampen angegebene Betriebsstunden, also bei einem 24/7 Betrieb üblicherweise einmal pro Jahr durchzuführen ist.The system then runs autonomously according to the set specifications. The operator should then only need to provide support at the necessary maintenance times for the system. Maintenance is then limited to replacing the UVC lamps, which is usually carried out once a year after the operating hours specified by the UVC lamp manufacturer, i.e. in the case of 24/7 operation.
Durch den Aufbau des Systems mit beispielsweise zwei UVC-Lampen besteht die Möglichkeit eine der beiden UVC-Lampen, welche UVC-Licht mit einer Wellenlänge von 254nm erzeugen, durch eine UVC-Lampe zu ersetzen, die UVC-Licht mit einer Wellenlänge von zum Beispiel 185nm erzeugt.By setting up the system with, for example, two UVC lamps, it is possible to replace one of the two UVC lamps, which generate UVC light with a wavelength of 254nm, with a UVC lamp that generates UVC light with a wavelength of, for example, 185nm.
Die Wellenlänge von 254nm dient der reinen Desinfektion innerhalb der UVC-Kammer. Die Wellenlänge von 185nm erzeugt hingegen zusätzlich Ozon bzw. freie Radikale im KSS. Diese Radikale werden aus der UVC-Kammer mit dem KSS ausgetragen und sorgen in den Rohrleitungen und im Vorratstank für eine zusätzliche Entkeimung.The wavelength of 254nm is used for pure disinfection within the UVC chamber. The wavelength of 185nm, on the other hand, generates additional ozone or free radicals in the cooling lubricant. These radicals are carried out of the UVC chamber with the cooling lubricant and ensure additional disinfection in the pipes and storage tank.
Die Vorrichtung soll durch die Ultraschallelemente autark laufen können und so die optimale und energiesparsame UVC-Desinfektion gewährleisten. Der Betreuungsaufwand durch den Betreiber soll dadurch maximal reduziert werden. Je nach Größe und Leistung des Systems reduzieren sich die laufenden Kosten im Wartungszyklus auf den Stromverbrauch und liegen beispielsweise lediglich zwischen 0,10 kWh und 0,5 kWh.The device should be able to run autonomously thanks to the ultrasonic elements, thus ensuring optimal and energy-saving UVC disinfection. This should reduce the maintenance effort required by the operator to a minimum. Depending on the size and performance of the system, the running costs in the maintenance cycle are reduced to the power consumption and are, for example, only between 0.10 kWh and 0.5 kWh.
Bezugszeichenlistelist of reference symbols
- 11
- UV-StrahlerUV lamps
- 1.11.1
- Kontaktbereichcontact area
- 22
- Glasrohrglass tube
- 2.12.1
- Außenumfangouter circumference
- 2.22.2
- Rundbodenround bottom
- 33
- GehäuseHousing
- 3.13.1
- Innenwandinterior wall
- 44
- Kopfbereichhead area
- 55
- Fußbereichfoot area
- 66
- Durchströmkanalflow channel
- 77
- Ultraschallelementultrasonic element
- 88
- O-RingO-ring
- 99
- Endplatteend plate
- 1010
- Grundplattebase plate
- 1111
- Scheibedisc
- 1212
- Schutzrohr protective tube
- LL
- Längsachselongitudinal axis
- MM
- Mediummedium
- RR
- Rücklaufreturn
- VV
- Vorlauflead time
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DD 255 358 A1 [0008]DD 255 358 A1 [0008]
- WO 2012/219243 A1 [0009]WO 2012/219243 A1 [0009]
Claims (10)
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|---|---|---|---|
| DE102023111962.1A DE102023111962A1 (en) | 2023-05-08 | 2023-05-08 | Device and method for disinfection of liquid media |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| DE102023111962.1A DE102023111962A1 (en) | 2023-05-08 | 2023-05-08 | Device and method for disinfection of liquid media |
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| Publication Number | Publication Date |
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| DE102023111962A1 true DE102023111962A1 (en) | 2024-11-14 |
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ID=93217963
Family Applications (1)
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| DE102023111962.1A Pending DE102023111962A1 (en) | 2023-05-08 | 2023-05-08 | Device and method for disinfection of liquid media |
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-
2023
- 2023-05-08 DE DE102023111962.1A patent/DE102023111962A1/en active Pending
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