CH379471A - Ion exchange device - Google Patents

Ion exchange device

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CH379471A
CH379471A CH6660A CH6660A CH379471A CH 379471 A CH379471 A CH 379471A CH 6660 A CH6660 A CH 6660A CH 6660 A CH6660 A CH 6660A CH 379471 A CH379471 A CH 379471A
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
ion exchange
container
exchange device
connections
regeneration
Prior art date
Application number
CH6660A
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German (de)
Inventor
Winther Norbaek Erik
Original Assignee
Struers Chemiske Lab H
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    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/42Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J47/00Ion-exchange processes in general; Apparatus therefor
    • B01J47/02Column or bed processes
    • B01J47/04Mixed-bed processes

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  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)

Description

  

  
 



  Ionenaustauschervorrichtung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ionenaustauschervorrichtung, bei welcher ein Anionenaustauscher und ein Kationenaustauscher in Mischung miteinander zur Verwendung kommen.



   Bei solchen Ionenaustauschervorrichtungen ist es bekannt, die verschiedene Sinkgeschwindigkeit des Anionenaustauschers und des Kationenaustauschers auszunutzen, um bei der Regenerierung eine Trennung derselben zu erreichen. Um dies zu erreichen, wird ein Rückspülwasserstrom durch die Ionenaustauschermasse geleitet, und wenn dieser Strom wieder gestoppt wird, legt sich das Anionenaustauschermaterial oberhalb des Kationenaustauschermaterials, so dass zwei getrennte Massen mit einer verhältnismässig scharfen Trennfläche entstehen. Es ist nun möglich, mittels Anschlüsse am oberen und unteren Ende der Kolonne, in welcher das lonenaustauschermaterial eingeschlossen ist, sowie eines Seitenanschlusses in der Höhe der Trennfläche getrennte Ströme von Regenerierungschemikalien durch die Anionenaustauschermasse und die Kationenaustauschermasse je für sich zu leiten.

   In der Nähe der Trennfläche zwischen diesen beiden Massen ist es indessen unmöglich, eine gewisse Vermischung der Ströme von Regenerierungschemikalien zu vermeiden, und es entsteht deshalb um die Trennfläche herum in beiden Massen eine tote Zone, wo keine Regenerierung stattfindet. Dadurch wird die Ionenaustauscherwirksamkeit der gemischten Ionenaustauschermasse, die gebildet wird, wenn der Anionenaustauscher und der Kationenaustauscher nach der Regenerierung eines Luftstromes wieder miteinander gemischt werden, verringert.



   Die Erfindung bezweckt, diesen Nachteil zu beheben. Erfindungsgemäss hat die Ionenaustauschervorrichtung zwei Behälter, die mittels eines   Über-    laufes miteinander verbunden, im übrigen aber voneinander getrennt sind, wobei die Behälter je für sich an ihren unteren Enden Anschlüsse haben, die wahlweise als Zulauf und als Ablauf verwendbar sind, während sie an ihren oberen Enden gegenseitig unabhängige Anschlüsse für Regenerierungsflüssigkeiten haben.



   Bei einer Vorrichtung dieser Art ist es möglich, eine vollständigere Trennung des Anionenaustauschers und des Kationenaustauschers zu erreichen.



  Der Rückspülwasserstrom wird durch den einen Behälter, und zwar denjenigen, worin sich die gemischte Masse befindet, wenn die Vorrichtung für Ionenaustausch im Betrieb ist, aufwärtsgeleitet und setzt dann durch den anderen Behälter nach unten fort, wodurch das Ionenaustauschermaterial im erstgenannten Behälter mit nach oben geführt und zusammen mit dem Wasserstrom über den Überlauf in den anderen Behälter gelangt. Dieser Prozess wird gestoppt, wenn die sich zwischen den beiden Ionenaustauschermaterialien bildende Trennfläche bis an den Überlauf gelangt. Hiernach sind die beiden im Wasser aufgeschlemmten Ionenaustauschermaterialien in je einem der Behälter praktisch vollständig voneinander getrennt. Daraufhin kann die Regenerierung vermittels Ströme von Chemikalien, die durch je einen der Behälter geleitet werden, erfolgen, so dass eine Vermischung vollkommen ausgeschlossen ist.



   Eine baulich besonders günstige Lösung wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass der eine Behälter vom Zwischenraum zwischen zwei koaxialen Röhren gebildet wird, während der andere Behälter vom Innenraum der inneren Röhre gebildet wird.



   Damit bei einer Vorrichtung dieser Art eine im wesentlichen waagerechte Trennfläche zwischen dem Anionenaustauschermaterial und dem Kationenaus  tauscherinaterial    erhalten wird, wenn der Rückspül  strom aufwärts durch den äusseren Behälter und abwärts durch den inneren Behälter geleitet wird, ist es wichtig, dass der aufwärtsgehende Wasserstrom im äusseren Behälter über den ganzen ringförmigen Querschnitt gleichmässig verteilt ist. Um dies zu erreichen, wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, die Ausmündung der Anschlüsse an das untere Ende des äusseren Behälters über den Umfang zu verteilen.



   Es ist für die Erfindung grundsätzlich nicht nötig, dass die Behälter von zwei koaxialen Röhren gebildet werden, sondern es kann eine beliebige andere Form von Behältern, die über einen Überlauf miteinander verbunden sind, verwendet werden.



   Die Erfindung soll im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Auf der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch eine Ausführungsform einer Ionenaustauschervorrichtung nach der Erfindung,
Fig. 2, 3 und 4 drei Ausführungsformen des oberen Teiles der Vorrichtung gemäss Fig. 1,
Fig. 5 und 6 eine vierte Ausführungsform des oberen Teiles der Vorrichtung gemäss Fig. 1 in zwei verschiedenen Betriebszuständen,
Fig. 7 einen senkrechten Schnitt durch eine etwas abgeänderte Ausführungsform einer Ionenaustauschervorrichtung nach der Erfindung,
Fig. 8 einen Schnitt nach der Linie VIII-VIII in Fig. 7,
Fig. 9 eine Seitenansicht mit teilweisem Schnitt durch einen bei beiden beschriebenen Ausführungsformen verwendbaren Fuss mit darauf montiertem Umstellventil und
Fig.

   10 eine schematische Darstellung einer Ausführungsmöglichkeit für die Ventilöffnungen des Ventilkörpers und des Ventilgehäuses sowie für deren Anschlüsse.



   In Fig. 1 sind 1 und 2 zwei koaxiale, senkrecht gestellte Röhren. Zwischen diesen beiden Röhren wird ein Aussenbehälter 3 und im Inneren der Innenröhre ein Innenbehälter 4 gebildet. Diese beiden Behälter sind über eine Überlaufkante 5 miteinander verbunden, die am oberen Ende der Röhre 2 gebildet ist, indem diese nicht ganz bis zum oberen Ende der Röhre 1 geführt ist. Unten ruht die Röhre 2 durch einen Fuss 6 auf dem Boden der Röhre 1.



  Durch den Fuss 6 ist ein mittlerer Anschluss 7 an den Innenbehälter hindurchgeführt. An den Hohlraum des Fusses, der durch eine Anzahl am Umfang verteilte Öffnungen mit dem Behälter 3 kommuniziert, ist ein Anschluss 8 angeschlossen. Vom Boden des Behälters 3 sind zwei Röhren 9 und 10 durch den Behälter emporgeführt. Die Röhre 9 mündet am oberen Ende des Behälters 3 in diesen ein, während die Röhre 10 am oberen Ende des Behälters 4 in diesen einmündet.



   Wenn die Vorrichtung zum Ionenaustausch verwendet wird, wird der Anschluss 7 für die Zuleitung des zu entionisierenden Wassers benutzt, während der Anschluss 8 als Ablauf verwendet wird. Das Ionenaustauschermaterial bildet eine im Aussenbehälter 3 liegende Masse 11, in welcher Anionenaustauschermaterial und Kationenaustauschermaterial innig miteinander vermischt sind.



   Wenn das Ionenaustauschermaterial regeneriert werden soll, wird ein Rückspülstrom durch die Vorrichtung geleitet, indem der Anschluss 8 als Zulauf und der Anschluss 7 als Ablauf benutzt werden. Das Ionenaustauschermaterial wird vom aufwärtsgehenden Wasserstrom im Aussenbehälter 3 mitgenommen und dabei legt sich das Anionenaustauschermaterial wegen seiner kleineren Sinkgeschwindigkeit oben und das Kationenaustauschermaterial unten. Das Anionenaustauschermaterial wird deshalb vom Wasserstrom über die   Überlaufkante    5 hinüber mitgenommen und gelangt dadurch in den Innenbehälter 4.



  Wenn im wesentlichen das gesamte Anionenaustauschermaterial auf diese Weise in den Innenbehälter 4 gelangt ist, wird der Rückspülwasserstrom gestoppt.



  Das Anionenaustauschermaterial und das Kationenaustauschermaterial sind nunmehr in getrennten Behältern voneinander getrennt und beginnen sich in je einem Behälter niederzuschlagen. Es werden nun durch die Röhren 9 und 10 Regenerierungsflüssigkeiten zugeführt, und zwar zum Beispiel NaOH durch Röhre 9 und HC1 durch die Röhre 10. Gleichzeitig werden beide Anschlüsse 7 und 8 als Ablauf für die Regenerierungsflüssigkeiten benutzt. Die Regenerierungsflüssigkeiten bilden somit getrennte, abwärtsgerichtete Ströme durch je einen Behälter. Wenn die Regenerierung abgeschlossen ist, wird ein Nachspülen mit destilliertem oder entionisiertem Wasser vorgenommen. Dabei werden die Röhren 9 und 10 als Zuläufe für das Wasser und die Anschlüsse 7 und 8 als Abläufe benutzt.



   Es wird nun durch den Anschluss 7 ein Wasserstrom zugeführt, indem der Anschluss 8 als Ablauf benutzt wird. Das Anionenaustauschermaterial wird mit dem Wasserstrom im Innenbehälter 4 nach oben geführt und läuft zusammen mit diesem Wasserstrom über die Überlaufkante in den Aussenbehälter 3 hin über, wodurch sich das Anionenaustauschermaterial oberhalb des Kationenaustauschermaterials im Au ssenbehälter 3 lagert.



   Um eine Vermischung der beiden Ionenaustauschermaterialien zu erzielen, wird nun durch den Anschluss 8 Luft zugeleitet. Nachdem auf diese Weise die beiden Ionenaustauschermaterialien innig miteinander vermischt worden sind, lässt man die Vorrichtung einige Zeit stehen, wodurch das gemischte Ionenaustauschermaterial zu einer kompakten Masse zusammensinkt. Die Vorrichtung ist nunmehr wieder für das Entionisieren von Wasser betriebsbereit.



   Um zu vermeiden, dass eine der Regenerierungsflüssigkeiten wegen eines eventuellen Unterschiedes der Durchströmungswiderstände der beiden Säulen von Ionenaustauschermaterial so hoch ansteigt, dass sie über den Überlauf hinüberströmt und dadurch die andere Regenerierungsflüssigkeit verunreinigt,  hat es sich als zweckmässig erwiesen, Mittel vorzusehen, um die Innenröhre am   Überlauf    zu schliessen.



   Dies kann, wie in Fig. 2 veranschaulicht, mittels einer Ventilplatte erfolgen, die zum Beispiel durch Betätigung einer Schraube 13 von Hand auf die Überlaufkante herabgesenkt wird, jedoch kann die Betätigung auch automatisch erfolgen.



   Ein automatisches Schliessen kann auf besonders einfache Weise erzielt werden, wenn die Regenerierungsflüssigkeiten mittels einer Saugpumpe durch die Vorrichtung getrieben werden, was übrigens auch aus anderen Gründen praktisch ist. Es entsteht hierdurch in den Röhren ein Unterdruck, der dazu ausgenützt werden kann, das Schliessen der Innenröhre zu bewirken, z. B. dadurch, dass ein in der Aussenröhre beweglicher Kolben unter der Einwirkung der Saugwirkung nach unten bewegt wird, um an der Überlaufkante 5 ein Abschliessen zu bewirken, wie in Fig. 3 illustriert, wenn die Regenerierung beginnt.



  Wenn Wasser aus dem Wasserhahn zugeleitet wird, wird der Kolben wieder angehoben und legt sich an einen Anschlag, wodurch der Überlauf frei ist. Anstatt eines Kolbens kann auch eine auf einem elastischen Balg bzw. einer elastischen Membrane 16 montierte Ventilplatte 15 verwendet werden, wie in Fig. 4 veranschaulicht, oder es kann, wie in Fig. 5 und 6 veranschaulicht, eine elastische Platte 17 verwendet werden, die gegebenenfalls als ein Teller ausgebildet und am Rand eingespannt ist. Bei Unterdruck in der Vorrichtung legt sich diese Platte auf die Überlaufkante, wie in   Fig. 5    gezeigt, während sie bei Überdruck angehoben wird und sich an eine mit einer Lüftungsöffnung 19 versehene Stützplatte 18 legt.



   Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 und 8 sind die beiden Röhren 1 und 2 zwischen einer Bodenplatte 21 und einer Deckelplatte 22 eingespannt. In der Bodenplatte 21 sind Rillen 23 und 24 für die Aufnahme der unteren Enden der beiden Röhren vorgesehen. In diese Rillen, und zwar insbesondere in die äussere Rille 23, sind geeignete Dichtungen eingelegt. Die Bodenplatte 21 weist eine mittlere kreisförmige Ausnehmung 25 und eine mit dieser koaxiale äussere, ringförmige Ausnehmung 26 auf.



  Die kreisförmige Ausnehmung 25 ist mit dem Anschluss 7 und die ringförmige Ausnehmung 26 mit dem Anschluss 8 verbunden. Über der kreisförmigen Ausnehmung liegt ein Sieb 27, der den Querschnitt der Innenröhre 2 ausfüllt, und über der ringförmigen Ausnehmung 26 liegt ein anderer Sieb 28, der den ringförmigen Querschnitt des zwischen den beiden Röhren 1 und 2 gebildeten Aussenbehälters 3 ausfüllt. Die Siebe dienen dem Zweck, die durch die Anschlüsse zugeleiteten Flüssigkeitsströme über die Querschnitte der beiden Behälter zu verteilen. Auf der Oberseite des Siebes 28 ist im Bereiche des Zulaufes 8 ein Plättchen 29 mit einem kleinen Loch 30 angeordnet. Durch diese Einrichtung soll vermieden werden, dass ein zu grosser Anteil der zuströmenden Flüssigkeit direkt durch den Sieb 28 nach oben strömt, anstatt sich über die ringförmige Ausnehmung 26 zu verteilen.

   Es hat sich erwiesen, dass durch die Verwendung des Plättchens 29 mit dem Loch 30 auch im Bereiche des Anschlusses 8 eine gleichmässige Strömungsgeschwindigkeit im Innenbehälter, gleich der Strömungsgeschwindigkeit über den übrigen Teil des Umfanges, erreicht werden kann.



   Bei dieser Ausführungsform liegt die Röhre 10 ganz im Inneren der Innenröhre 2. Am oberen Ende der Innenröhre 2 ist ein Stützbügel 31 angeordnet, der die Innenröhre umschliesst und sich mit Rippen an die Wandung der Aussenröhre abstützt.



   Um bei der Regenerierung die beiden Behälter voneinander abzusperren, wird bei dieser Ausführungsform eine Membrane 32 verwendet.



   Um die Anschlüsse 7 und 8 und die Röhren 9 und 10 mit den äusseren Quellen für das zu entionisierende Wasser, Rückspülwasser, Regenerierungschemikalien, Spülwasser und Luft auf einfache Weise verbinden und umstellen zu können, kann ein Ventil benutzt werden, das nach bekannten Prinzipien so ausgebildet werden kann, dass in bestimmten Stellungen eines gemeinsamen Ventilkörpers sämtliche Verbindungen für jede Betriebsphase der Vorrichtung hergestellt werden.



   Eine Ausführungsmöglichkeit eines solchen Ventils ist in den Fig. 9 und 10 dargestellt. Die von den beiden Röhren 1 und 2 gebildete Ionenaustauschersäule ist dort auf einem hohlen Fuss 31 montiert, der eine schräge Vorderwand 52 hat, auf welcher ein Ventilgehäuse 53 montiert ist, in dem ein Drehventilkörper 54 angebracht ist, welcher mittels eines Handhebels 55 umgestellt werden kann. Die Anschlüsse 7 und 8 und die Röhren 9 und 10 sind durch Schläuche 83, 81, 87 und 85 mit Anschlüssen 82, 80, 86 und 84 des Ventilkörpers verbunden, welche Anschlüsse mit Ventilöffnungen des Ventilkörpers kommunizieren.

   Eine   Ausführungsmöglich-    keit der Anordnung dieser Ventilöffnungen ist in Fig. 10 schematisch dargestellt, welche ebenfalls durch eine symbolische Figur innerhalb des den Ventilkörper darstellenden Kreises die Verbindung der verschiedenen Ventilöffnungen mit dem unteren Ende des Innenbehälters, dem unteren Ende des Aussenbehälters, dem oberen Ende des Innenbehälters und dem oberen Ende des Aussenbehälters veranschaulicht. Ferner zeigt Fig. 10 die Anordnung der Ventilöffnungen des Ventilgehäuses und der damit verbundenen Anschlüsse für Wasser bei 91, z. B. an einem Wasserhahn, Wasserauslass bei 92, HCl bei 93, NaOH bei 94 und eine Saugpumpe bei 95.   



  
 



  Ion exchange device
The present invention relates to an ion exchange device in which an anion exchanger and a cation exchanger are used in admixture with one another.



   In such ion exchange devices it is known to utilize the different sinking speeds of the anion exchanger and the cation exchanger in order to achieve a separation of the same during the regeneration. To achieve this, a flow of backwash water is passed through the ion exchange mass, and when this flow is stopped again, the anion exchange material lies above the cation exchange material, so that two separate masses with a relatively sharp dividing surface are created. It is now possible, by means of connections at the upper and lower end of the column, in which the ion exchange material is enclosed, as well as a side connection at the level of the separating surface, to conduct separate streams of regeneration chemicals through the anion exchange mass and the cation exchange mass.

   In the vicinity of the interface between these two masses, however, it is impossible to avoid some mixing of the streams of regeneration chemicals, and a dead zone is therefore created around the interface in both masses where no regeneration takes place. As a result, the ion exchange efficiency of the mixed ion exchange mass, which is formed when the anion exchanger and the cation exchanger are mixed with one another again after the regeneration of an air stream, is reduced.



   The invention aims to remedy this disadvantage. According to the invention, the ion exchange device has two containers which are connected to one another by means of an overflow, but are otherwise separated from one another, the containers each having connections at their lower ends that can be used either as an inlet or as an outlet, while they upper ends have mutually independent connections for regeneration fluids.



   With a device of this type it is possible to achieve a more complete separation of the anion exchanger and the cation exchanger.



  The backwash water flow is directed upward through one container, namely that in which the mixed mass is when the ion exchange device is in operation, and then continues downward through the other container, whereby the ion exchange material in the former container is carried upwards with it and passes together with the water flow via the overflow into the other container. This process is stopped when the interface that forms between the two ion exchange materials reaches the overflow. According to this, the two ion exchange materials suspended in the water are practically completely separated from each other in one of the containers. The regeneration can then be carried out by means of streams of chemicals which are each passed through one of the containers, so that mixing is completely excluded.



   According to the invention, a structurally particularly favorable solution is achieved in that one container is formed by the space between two coaxial tubes, while the other container is formed by the interior of the inner tube.



   In order that in a device of this type a substantially horizontal interface between the anion exchange material and the cation exchange material is obtained when the backwash is directed upward through the outer container and downward through the inner container, it is important that the upward water flow in the outer container is evenly distributed over the entire annular cross-section. In order to achieve this, it is proposed according to the invention to distribute the opening of the connections at the lower end of the outer container over the circumference.



   In principle, it is not necessary for the invention that the containers are formed by two coaxial tubes, but any other form of container that is connected to one another via an overflow can be used.



   The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing. The drawing shows:
1 shows a vertical section through an embodiment of an ion exchange device according to the invention,
2, 3 and 4 three embodiments of the upper part of the device according to FIG. 1,
5 and 6 a fourth embodiment of the upper part of the device according to FIG. 1 in two different operating states,
7 shows a vertical section through a somewhat modified embodiment of an ion exchange device according to the invention,
8 shows a section along the line VIII-VIII in FIG. 7,
9 shows a side view with a partial section through a foot which can be used in both of the described embodiments and has a switching valve mounted thereon
Fig.

   10 a schematic representation of a possible embodiment for the valve openings of the valve body and the valve housing and for their connections.



   In Fig. 1, 1 and 2 are two coaxial, vertically placed tubes. An outer container 3 is formed between these two tubes and an inner container 4 is formed inside the inner tube. These two containers are connected to one another via an overflow edge 5, which is formed at the upper end of the tube 2 in that the latter is not led all the way to the upper end of the tube 1. At the bottom, the tube 2 rests on the bottom of the tube 1 by a foot 6.



  A central connection 7 to the inner container is passed through the foot 6. A connector 8 is connected to the cavity of the foot, which communicates with the container 3 through a number of openings distributed around the circumference. From the bottom of the container 3 two tubes 9 and 10 are led up through the container. The tube 9 opens into the container 3 at the upper end thereof, while the tube 10 opens into the container 4 at the upper end thereof.



   If the device is used for ion exchange, the connection 7 is used for the supply of the water to be deionized, while the connection 8 is used as a drain. The ion exchange material forms a mass 11 lying in the outer container 3, in which the anion exchange material and cation exchange material are intimately mixed with one another.



   When the ion exchange material is to be regenerated, a backwash flow is passed through the device by using the connection 8 as an inlet and the connection 7 as an outlet. The ion exchange material is entrained by the upward flow of water in the outer container 3 and the anion exchange material lies at the top and the cation exchange material at the bottom because of its lower sinking speed. The anion exchange material is therefore carried along by the water flow over the overflow edge 5 and thus reaches the inner container 4.



  When essentially all of the anion exchange material has entered the inner container 4 in this way, the flow of backwash water is stopped.



  The anion exchange material and the cation exchange material are now separated from one another in separate containers and each begin to precipitate in a container. Regenerating liquids are now fed in through tubes 9 and 10, for example NaOH through tube 9 and HC1 through tube 10. At the same time, both connections 7 and 8 are used as a drain for the regeneration liquids. The regeneration fluids thus form separate, downward flows through each container. When the regeneration is complete, a rinse with distilled or deionized water is performed. The tubes 9 and 10 are used as inlets for the water and the connections 7 and 8 as drains.



   A flow of water is now fed in through connection 7 by using connection 8 as a drain. The anion exchange material is guided upwards with the water flow in the inner container 4 and runs together with this water flow over the overflow edge into the outer container 3, whereby the anion exchange material is stored above the cation exchange material in the outer container 3.



   In order to achieve a mixing of the two ion exchange materials, air is now fed in through the connection 8. After the two ion exchange materials have been intimately mixed with one another in this way, the device is left to stand for some time, as a result of which the mixed ion exchange material collapses into a compact mass. The device is now ready for the deionization of water again.



   In order to avoid that one of the regeneration liquids rises so high because of a possible difference in the flow resistance of the two columns of ion exchange material that it flows over the overflow and thereby contaminates the other regeneration liquid, it has proven to be useful to provide means around the inner tube To close overflow.



   This can, as illustrated in FIG. 2, take place by means of a valve plate which is lowered onto the overflow edge by hand, for example by actuating a screw 13, but actuation can also take place automatically.



   Automatic closing can be achieved in a particularly simple manner if the regeneration fluids are driven through the device by means of a suction pump, which incidentally is also practical for other reasons. This creates a negative pressure in the tubes that can be used to cause the inner tube to close, e.g. B. in that a piston movable in the outer tube is moved downwards under the action of the suction effect in order to effect a closure at the overflow edge 5, as illustrated in FIG. 3, when the regeneration begins.



  When water is supplied from the tap, the piston is raised again and rests against a stop, which clears the overflow. Instead of a piston, a valve plate 15 mounted on an elastic bellows or an elastic membrane 16 can also be used, as illustrated in FIG. 4, or, as illustrated in FIGS. 5 and 6, an elastic plate 17 can be used which is optionally designed as a plate and clamped at the edge. When there is negative pressure in the device, this plate lies on the overflow edge, as shown in FIG. 5, while it is raised when there is excess pressure and lies against a support plate 18 provided with a ventilation opening 19.



   In the embodiment according to FIGS. 7 and 8, the two tubes 1 and 2 are clamped between a base plate 21 and a cover plate 22. In the bottom plate 21 grooves 23 and 24 are provided for receiving the lower ends of the two tubes. Suitable seals are placed in these grooves, in particular in the outer groove 23. The base plate 21 has a central circular recess 25 and an outer, annular recess 26 coaxial therewith.



  The circular recess 25 is connected to the connection 7 and the annular recess 26 is connected to the connection 8. A sieve 27, which fills the cross section of the inner tube 2, lies above the circular recess, and another sieve 28 lies above the annular recess 26, which fills the annular cross section of the outer container 3 formed between the two tubes 1 and 2. The purpose of the sieves is to distribute the liquid flows fed through the connections over the cross-sections of the two containers. A plate 29 with a small hole 30 is arranged on the upper side of the sieve 28 in the region of the inlet 8. This device is intended to prevent too large a proportion of the inflowing liquid from flowing directly upwards through the sieve 28 instead of being distributed over the annular recess 26.

   It has been shown that by using the plate 29 with the hole 30, a uniform flow velocity in the inner container, equal to the flow velocity over the remaining part of the circumference, can also be achieved in the area of the connection 8.



   In this embodiment, the tube 10 lies entirely inside the inner tube 2. At the upper end of the inner tube 2 there is a support bracket 31 which surrounds the inner tube and is supported with ribs on the wall of the outer tube.



   In order to shut off the two containers from one another during regeneration, a membrane 32 is used in this embodiment.



   In order to be able to easily connect and move the connections 7 and 8 and the tubes 9 and 10 with the external sources for the deionized water, backwash water, regeneration chemicals, rinse water and air, a valve can be used which is designed according to known principles can be that in certain positions of a common valve body, all connections are made for each operating phase of the device.



   One possible embodiment of such a valve is shown in FIGS. 9 and 10. The ion exchange column formed by the two tubes 1 and 2 is mounted there on a hollow foot 31 which has an inclined front wall 52 on which a valve housing 53 is mounted, in which a rotary valve body 54 is attached, which can be switched over by means of a hand lever 55 . The connections 7 and 8 and the tubes 9 and 10 are connected by hoses 83, 81, 87 and 85 to connections 82, 80, 86 and 84 of the valve body, which connections communicate with valve openings of the valve body.

   One possible embodiment of the arrangement of these valve openings is shown schematically in FIG. 10, which also shows the connection of the various valve openings with the lower end of the inner container, the lower end of the outer container, the upper end of the valve body by a symbolic figure within the circle representing the valve body Inner container and the upper end of the outer container illustrated. Furthermore, Fig. 10 shows the arrangement of the valve openings of the valve housing and the associated connections for water at 91, z. B. on a faucet, water outlet at 92, HCl at 93, NaOH at 94 and a suction pump at 95.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Ionenaustauschervorrichtung, bei welcher ein Anionenaustauscher und ein Kationenaustauscher in Mischung miteinander zur Verwendung kommen, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei Behälter hat, die mittels eines Überlaufes miteinander verbunden, im übrigen aber voneinander getrennt sind, wobei die Behälter je für sich an ihren unteren Enden Anschlüsse haben, die wahlweise als Zulauf und als Ablauf verwendbar sind, während sie an ihren oberen Enden gegenseitig unabhängige Anschlüsse für Regenerierungsflüssigkeiten haben. PATENT CLAIM Ion exchange device in which an anion exchanger and a cation exchanger are used in a mixture with one another, characterized in that it has two containers which are connected to one another by means of an overflow, but are otherwise separated from one another, the containers each having connections at their lower ends that can be used either as an inlet or as an outlet, while at their upper ends they have mutually independent connections for regeneration liquids. UNTERANSPRÜCHE 1. Ionenaustauschervorrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Behälter vom Zwischenraum zwischen zwei koaxialen Röhren gebildet wird, während der andere Behälter vom Innenraum der inneren Röhre gebildet wird. SUBCLAIMS 1. Ion exchange device according to claim, characterized in that the one container is formed by the space between two coaxial tubes, while the other container is formed by the interior of the inner tube. 2. Ionen au stauschervorrichtung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlüsse an das untere Ende des äusseren Behälters mehrere in der Umfangsrichtung verteilte Ausmündungen haben. 2. Ion exchange device according to dependent claim 1, characterized in that the connections at the lower end of the outer container have a plurality of openings distributed in the circumferential direction. 3. Ionenaustauschervorrichtung nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch einen Dichtungskörper, welcher so angeordnet ist, dass cr bei Unterdruck in der Vorrichtung während der Regenerierung die Überlaufpassage zwischen den beiden Behältern absperrt. 3. Ion exchange device according to claim, characterized by a sealing body which is arranged so that cr closes off the overflow passage between the two containers during the regeneration when there is negative pressure in the device. 4. Ionenaustauschervorrichtung nach den Unteransprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungskörper aus einem in der Aussenröhre verschiebbaren Kolben besteht. 4. Ion exchange device according to the dependent claims 1 and 3, characterized in that the sealing body consists of a piston displaceable in the outer tube. 5. Ionenaustauschervorrichtung nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungskörper aus einer elastischen Membrane besteht. 5. Ion exchange device according to dependent claim 3, characterized in that the sealing body consists of an elastic membrane.
CH6660A 1959-01-15 1960-01-07 Ion exchange device CH379471A (en)

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FR2318681A2 (en) * 1975-07-23 1977-02-18 Traitement Eaux Cie Europ Separation of particulate materials of differing densities - using two zone separator with larger diameter upper section

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