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Dokumentenidentifikation DE10128946A1 19.12.2002
Titel Lampeneinheit mit Interlock-Funktion
Anmelder Wedeco AG, 40237 Düsseldorf, DE
Erfinder Brinkhoff, Olaf, 33609 Bielefeld, DE;
Fuhrmann, Jens, 32107 Bad Salzuflen, DE;
Krüger, Friedhelm, 32657 Lemgo, DE;
Menke, Gerd, 32584 Löhne, DE
Vertreter LENZING GERBER Patentanwälte, 40470 Düsseldorf
DE-Anmeldedatum 18.06.2001
DE-Aktenzeichen 10128946
Offenlegungstag 19.12.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.12.2002
IPC-Hauptklasse G21K 5/00
IPC-Nebenklasse F21V 19/04   F21V 25/02   
IPC additional class // C02F 1/32  
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Lampeneinheit einer UV-Bestrahlungsvorrichtung mit einem Grundkörper, der mit einem Hüllrohr verbunden ist, mit einem Sockel, der elektrische Anschlüsse einer Gasentladungslampe trägt und der zusammen mit der Gasentladungslampe in einer Längsrichtung in den Grundkörper einsetzbar und entnehmbar ist, sowie mit einer Kappe, die mit dem Grundkörper in einer Betriebsposition verbindbar ist, die Kontakte aufweist, die in der Betriebsposition mit den Anschlüssen eine leitende Verbindung bilden, und die in der Betriebsposition den Sockel unzugänglich macht. So wird eine Außerbetriebssetzung der Lampe gewährleistet, bevor diese ausgewechselt werden kann.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lampeneinheit einer UV-Bestrahlungsvorrichtung.

UV-Bestrahlungsvorrichtungen sind sowohl für den Bereich der Trinkwasserbehandlung als auch für den Bereich der Abwasserbehandlung bekannt. Bei diesen Anwendungsfällen sind UV-Gasentladungslampen in Hüllrohren angeordnet, die den unmittelbaren Kontakt des zu desinfizierenden Mediums mit der Gasentladungslampe verhindern und die UV-Strahlung durchlassen. Die Hüllrohre sind in eine Fassung, einen Sockel oder einen Grundkörper flüssigkeitsdicht eingesetzt. Weiter ist eine elektrische Versorgung der Gasentladungslampe über entsprechende Anschlussleitungen erforderlich, wobei die Anschlussleitungen und die Kontaktierungen ebenfalls von dem zu behandelnden Medium zu trennen sind.

Die verwendeten Gasentladungslampen, vorzugsweise UV-Strahler von der Bauart des Quecksilber-Niederdruckstrahlers, unterliegen im Betrieb einem gewissen Alterungsvorgang, der die Intensität der abgegebenen UV-Strahlung mit der Zeit geringer werden lässt. Wenn die Verminderung der UV-Emission einen Grenzwert erreicht, sind die Strahler auszuwechseln. Hierzu wird entweder die gesamte Bestrahlungsvorrichtung aus dem zu bestrahlenden Medium herausgehoben oder die Halterung des UV- Strahlers geöffnet, sofern diese außerhalb des Mediums zugänglich ist. In beiden Fällen muss über einen sogenannten Interlock-Schalter sichergestellt werden, daß die Spannungsversorgung des UV-Strahlers ausgeschaltet ist, damit das Bedienpersonal nicht der UV-Strahlung ausgesetzt wird. Dieser Vorgang bedeutet im allgemeinen, daß auch für den Austausch eines einzelnen ausgefallenen UV-Strahlers die gesamte, eine Vielzahl von Strahlern umfassende Anlage vorübergehend außer Betrieb genommen werden muss.

Bei anderen Ausführungsformen von UV-Bestrahlungsvorrichtungen, wie sie zur Desinfektion von Trinkwasser aus nicht kommunalen Wasserquellen, also beispielsweise Hausbrunnen, Quellen etc. zur Verwendung kommen, ist im allgemeinen nur eine einzige UV-Strahlenquelle in einem relativ kleinen Desinfektionssystem enthalten. Diese UV-Strahlenquelle unterliegt ebenfalls einer Alterung und muss regelmäßig ausgetauscht werden. Die Verwendung eines Interlock-Schalters, der den Zugang zu dem Strahler erst dann erlaubt, wenn der Strahler außer Betrieb gesetzt ist, ist für derart kleine Systeme relativ aufwendig.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lampeneinheit für UV-Bestrahlungsvorrichtungen zu schaffen, bei der eine Exposition des Bedienpersonals beim Entnehmen des UV- Strahlers aus der Lampeneinheit ausgeschlossen ist, auch wenn die Versorgungsspannung nicht unterbrochen wurde.

Diese Aufgabe wird von einer Lampeneinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Weil die Lampeneinheit einen Grundkörper aufweist, der mit einem Hüllrohr verbunden ist, weiter einen Sockel aufweist, der elektrische Anschlüsse einer Gasentladungslampe trägt und der zusammen mit der Gasentladungslampe in einer Längsrichtung in den Grundkörper einsetzbar und entnehmbar ist und weil eine Kappe vorgesehen ist, die mit dem Grundkörper in einer Betriebsposition verbindbar ist, die Kontakte aufweist, die in der Betriebsposition mit den Anschlüssen eine leitende Verbindung bilden und die in der Betriebsposition den Sockel unzugänglich macht, kann die Lampe mit dem Sockel nur aus dem Hüllrohr entnommen werden, wenn die Kappe entfernt worden ist. Mit der Entfernung der Kappe wird zwangsläufig eine Trennung der fest mit der Kappe verbundenen Versorgungsleitung von den mit dem Sockel verbundenen Anschlüssen erfolgen.

Wenn der Sockel weiter eine Rastfeder trägt, die eine Rastnase aufweist und die in der Betriebsposition eine Raststellung einnimmt, in der sie in eine in dem Grundkörper vorgesehene Hinterschneidung eingreift, so fixiert der Sockel durch das Einrasten die Position der Gasentladungslampe in der Längsrichtung. Die Rastfunktion verhindert ein unbeabsichtigtes Verlagern der Lampe, und zwar sowohl in Längsrichtung in das Hüllrohr hinein als auch aus dem Hüllrohr heraus. Dabei kann die Rastfeder den Sockel in der Längsrichtung in einer vorbestimmten Position sowohl bezüglich der Einsetzrichtung als auch der Entnahmerichtung formschlüssig fixieren.

Die wenigstens eine Rastfeder weist vorzugsweise einen Griffabschnitt auf, der eine einfache manuelle Lösung der formschlüssigen Verbindung (ohne Werkzeug) erlaubt. Wenn die Kappe den Griffabschnitt in der Raststellung sichert, kann auch durch ungünstige mechanische Belastungen bei aufgesetzter Kappe die Raststellung nicht zufällig oder unbeabsichtigt verlassen werden.

Einen zusätzlichen Freiheitsgrad des Sockels in dem Grundkörper erreicht man, wenn der Sockel in den Grundkörper zumindest in einem Winkelbereich drehbar ist. Wenn die Kappe in der Betriebsposition mit dem Grundkörper mit seiner Rastverbindung verbunden ist, kann die Montage der Kappe durch einfaches Aufstecken erfolgen und dadurch die Betriebsposition mit der elektrischen Kontaktierung des Sockels gesichert werden, ohne daß Werkzeug erforderlich ist.

Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, daß der Grundkörper im wesentlichen rotationssymmetrisch bezüglich der Längsachse aufgebaut ist, mit einer mittigen, zylindrischen Durchgangsbohrung für die Aufnahme des Sockels und mit einer in die Wandung der Durchgangsbohrung von innen her eingestochenen Nut zur Aufnahme der Rastnasen des Sockels in der Betriebsposition sowie mit wenigstens einer von der Außenseite des Grundkörpers her vorgesehenen Hinterschneidung zur Aufnahme der Rastnasen der Kappe. Die Hinterschneidung ist dabei vorzugsweise in Umfangsrichtung in einem begrenzten Winkelbereich angeordnet und wenigstens ein Randbereich der Hinterschneidung weist einen glatten, stufenlosen Übergang zu der Außenseite des Grundkörpers hin auf. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß durch eine einfache Drehung der Kappe die Rastnasen aus der Hinterschneidung herausgelangen und die Kappe nach der Drehung nach Art eines Bajonettverschlusses von dem Grundkörper abgenommen werden kann, ohne daß Werkzeug erforderlich ist.

Die Kappe und der Sockel weisen bevorzugt jeweils ein Führungselement auf, die bei einem Aufsetzen der Kappe auf den Grundkörper zueinander ausgerichtet sein müssen, um eine Ausrichtung der elektrischen Anschlüsse des Sockels mit den elektrischen Kontakten der Kappe zu gewährleisten. Diese Führungselemente sind vorzugsweise so lang, daß die Ausrichtung und ein mechanischer Kontakt der Führungselemente bereits erfolgen können, bevor die Kappe den Sockel überdeckt. Hierdurch wird das mechanische Zusammenführen der Kappe, des Grundkörpers und des Sockels in einer für die Ausrichtung der elektrischen Anschlüsse erforderlichen Position erleichtert.

Vorzugsweise sind die Kappe und der Sockel in der Betriebsposition zumindest in einem beschränkten Winkelbereich gemeinsam drehbar in dem Grundkörper gelagert, so daß beim bajonettartigen Lösen der Kappe sich der Sockel mitdrehen kann und die elektrischen Anschlüsse hierbei kontaktiert bleiben.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Lampeneinheit in der Betriebsposition.

Die Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch den Anschlußbereich einer Lampeneinheit, wie sie für Haushalts- Trinkwasserdesinfektion in sogenannten Point-of-use-Systemen zum Einsatz kommt. Die Lampeneinheit umfaßt einen Grundkörper 1, der mit einem Hüllrohr 2 verbunden ist. Das Hüllrohr 2 umgibt eine Gasentladungslampe 3 von der Bauart eines Quecksilber-Niederdruckstrahlers. Die Gasentladungslampe 3 ist über eine im wesentlichen biegesteif ummantelte Anschlußleitung 4 mit einem Sockel 5 verbunden, der elektrische Anschlüsse 6 zur externen Kontaktierung der Gasentladungslampe 3 aufweist. Die Lampeneinheit weist weiter oberhalb des Grundkörpers eine Kappe 8 auf, die in einem äußeren Mantelbereich 9 zwei federnde Rastnasen 10 aufweist. Mittig in der Kappe 8 sind Kontakte 11 vorgesehen, die in der in Fig. 1 dargestellten Betriebsposition mit den Anschlüssen 6 eine elektrisch leitende Verbindung eingehen.

Der Grundkörper 1 ist auf einen Bestrahlungsbehälter 12 aufgesetzt, der eine Bestrahlungskammer 13 umgibt. In der Bestrahlungskammer 13 wird im Betrieb Trinkwasser mit der von der Gasentladungslampe 3 emittierten ultravioletten Strahlung desinfiziert.

Der Grundkörper 1 ist im wesentlichen rotationssymmetrisch aufgebaut und weist eine zentrische Durchgangsbohrung 15 auf, in die der Sockel 5 eingesetzt ist. Die Bohrung 15 hat eine lichte Weite, die es erlaubt, die Gasentladungslampe 3 in einer Einsetzrichtung 16 durch den Sockel hindurchzuführen und durch eine Entnahmerichtung 17 wieder herauszunehmen.

Weiter weist der Grundkörper 1 im Wandungsbereich der Bohrung 15 eine eingestochene umlaufende Nut 18 auf, in die zwei manuell betätigbare Rastfedern 19 mit Rastnasen 20 einrasten, wenn der Sockel 5 sich bezüglich des Grundkörpers 1 in der in Fig. 1 dargestellten Betriebsposition befindet.

Der Grundkörper 1 weist weiter an seiner äußeren Umfangsfläche zwei Hinterschneidungen 21 auf, die in der Betriebsposition von zwei Rastfedern 22 der Kappe 8 mit den Rastnasen 10 hintergriffen werden und die Kappe 8 dadurch in der Richtung 17 sichern. Die Hinterschneidungen 21 sind vorzugsweise durch seitliche Abflachungen der Mantelfläche des Grundkörpers 1 ausgebildet und gehen in Umfangsrichtung stufenlos in den nicht abgeflachten Bereich der Mantelfläche über, so daß bei einer Drehung der Kappe 8 gegenüber dem Grundkörper 1 die Rastfedern 22 aus der Hinterschneidung 21 ausgehoben werden und auf der Mantelfläche des Grundkörpers 1 aufliegen. Die Rastverbindung wird dadurch lösbar, ohne daß die Rastfedern mit einem Werkzeug angehoben werden müßten.

Die Kappe 8 weist weiter einen mittigen Kupplungsbereich 23 auf, der die Kontakte 11 trägt und der so bemessen ist, daß er in der Betriebsposition gemäß Fig. 1 zwischen die Rastfedern 19 eingeführt werden kann. Er sichert bei diesem Ausführungsbeispiel die Rastfedern 19 in der eingerasteten Position, so daß sie auch durch ungünstige mechanische Belastung nicht aus der Raststellung bewegt werden können, wenn die Kappe 8 aufgesetzt ist.

In der Betriebsposition gemäß Fig. 1 wird also die Gasentladungslampe 3 über die nahezu starre Leitung 4 und den Sockel 5 in ihrer Position fixiert, die durch die Rastnasen 20 bezüglich des Grundkörpers 1 definiert ist. Diese Position ist zweckmäßig so bemessen, daß die gesamte Entladungslänge der Gasentladungslampe 3 zur Wirkung kommt und die Gasentladungslampe von dem gegenüberliegenden Ende des Hüllrohrs 2 beabstandet ist. Die aufgesetzte Kappe 8 verrastet mit den Rastfedern 22 am Grundkörper 1 und stellt in dieser Position den elektrischen Kontakt zwischen den Kontakten 11 und den Anschlüssen 6 her. Die weitere elektrische Versorgung wird über ein nicht näher dargestelltes Kabel bewirkt.

Wenn das Bedienpersonal einen Zugang zu dem Sockel 5 oder zu der Lampe 3, die mit dem Sockel 5 im wesentlichen unlösbar verbunden ist, benötigt, so wird die Kappe 8 um 90° gedreht. Der Sockel 5 und die Gasentladungslampe 3 drehen sich dabei mit, was auch dadurch ermöglicht wird, daß die in die Bohrung 15 eingestochene Nut eine umlaufende, kreisringförmige Nut ist und die Rastnasen 20 in jeder beliebigen Position in dieser Nut einrasten können. Bei der Drehung wird, wie bereits oben beschrieben wurde, jede Rastfeder 22 aus dem Bereich der Hinterschneidung herausgedreht und angehoben, so daß sie außen auf der Mantelfläche des Grundkörpers 1 aufliegt. Die Kappe 8 kann dann abgezogen werden. Hierbei verbleibt der im Grundkörper 1 nach wie vor eingerastete Sockel 5 an der dargestellten Position. Die elektrische Verbindung im Bereich der Kontakte 11 und der Anschlüsse 6 wird durch das Abnehmen der Kappe 8 aufgetrennt. Die Gasentladung innerhalb der Gasentladungslampe 3 erlischt. Es wird keine für den Menschen unzulässige UV- Strahlung mehr emittiert.

Nun sind die Rastfedern 19 von außen zugänglich und können manuell aufeinander zu bewegt werden, so daß die Rastnasen 20 aus der Nut herauskommen. Der Sockel 5 kann dann mitsamt der Gasentladungslampe 3 aus dem Hüllrohr 2 herausgezogen werden. Nun kann eine neue, ebenfalls mit einem Sockel 5 versehene Gasentladungslampe 3 in das Hüllrohr eingeführt werden, bis die Rastfedern 19 wiederum mittels der Rastnasen 20 in dem Grundkörper 1 einrasten. Die Kappe 8 wird wieder aufgesetzt, wobei Führungsmittel für eine Ausrichtung der Kontakte 11 und der Anschlüsse 6 sorgen und die Kappe 8 so gedreht wird, daß die Rastfedern 22 die Hinterschneidungen 21 hintergreifen und die gesamte Anordnung dadurch sichern. Die Orientierung des Sockels 5 im Umfangsrichtung kann durch geeignete optische Markierungen erleichtert werden. Die Lampe ist nun betriebsbereit.

Falls wie in der Fig. 1 dargestellt die Lampeneinheit vertikal montiert ist, so besteht bei Fehlbedienung die Gefahr, daß die Gasentladungslampe 3 fallengelassen wird und in das Hüllrohr 2 hineinfällt. Dabei können beide Bauteile beschädigt werden. Eine zusätzliche Sicherheit gegenüber einer derartigen Beschädigung biete die beschriebene Ausgestaltung des Sockels 5, der mit seinen Rastfedern 19 den Fall der Gasentladungslampe 3 rechtzeitig bremst.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Ausführungsform besteht darin, daß ein relativ großer Abstand zwischen der Gasentladungslampe 3 und dem Sockel 5 sowie dem Grundkörper 1 erzielt wird. Dieser Abstand bewirkt eine Verringerung Belastung der genannten Komponenten mit UV-Strahlung und folglich eine geringere Alterung. Es können deshalb andere Materialien verwendet werden, als es bei unmittelbarer UV-Einwirkung möglich ist.


Anspruch[de]
  1. 1. Lampeneinheit einer UV-Bestrahlungsvorrichtung

    mit einem Grundkörper, der mit einem Hüllrohr verbunden ist,

    mit einem Sockel, der elektrische Anschlüsse einer Gasentladungslampe trägt und der zusammen mit der Gasentladungslampe in einer Längsrichtung in den Grundkörper einsetzbar und entnehmbar ist, sowie

    mit einer Kappe, die mit dem Grundkörper in einer Betriebsposition verbindbar ist, wobei die Kappe Kontakte aufweist, die in der Betriebsposition mit den Anschlüssen eine leitende Verbindung bilden, und wobei die Kappe in der Betriebsposition den Sockel unzugänglich macht.
  2. 2. Lampeneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sockel wenigstens eine Rastfeder trägt, die eine Rastnase aufweist und die in der Betriebsposition eine Raststellung einnimmt, in der sie in eine in dem Grundkörper vorgesehene Hinterschneidung eingreift.
  3. 3. Lampeneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastfeder den Sockel in der Längsrichtung in einer vorbestimmten Position sowohl bezüglich der Einsetzrichtung und der Entnahmerichtung formschlüssig fixiert.
  4. 4. Lampeneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Rastfeder einen Griffabschnitt aufweist, der die manuelle Lösung der formschlüssigen Verbindung erlaubt.
  5. 5. Lampeneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe den Griffabschnitt in der Raststellung sichert.
  6. 6. Lampeneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sockel in dem Grundkörper zumindest in einem Winkelbereich drehbar ist.
  7. 7. Lampeneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe in der Betriebsposition mit dem Grundkörper mittels einer Rastverbindung verbunden ist.
  8. 8. Lampeneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper im wesentlichen rotationssymmetrisch bezüglich der Längsachse aufgebaut ist, mit einer mittigen, zylindrischen Durchgangsbohrung für die Aufnahme des Sockels und mit einer in die Wandung der Durchgangsbohrung eingestochenen Nut zur Aufnahme der Rastnasen des Sockels in der Betriebsposition sowie mit wenigstens einer von der Außenseite des Grundkörpers her vorgesehenen Hinterschneidung zur Aufnahme der Rastnasen der Kappe.
  9. 9. Lampeneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hinterschneidung in Umfangsrichtung in einem begrenzten Winkelbereich angeordnet ist und daß wenigstens ein Randbereich der Hinterschneidung einen stufenlosen Übergang zu der Außenseite des Grundkörpers aufweist.
  10. 10. Lampeneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe und der Sockel jeweils ein Führungselement aufweisen, die bei einem Aufsetzen der Kappe auf den Grundkörper zueinander ausgerichtet sein müssen, um eine Ausrichtung der elektrischen Anschlüsse des Sockels mit den elektrischen Kontakten der Kappe zu gewährleisten.
  11. 11. Lampeneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe und der Sockel in der Betriebsposition zumindest in einem beschränkten Winkelbereich gemeinsam drehbar in dem Grundkörper gelagert sind.






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