CH658853A5

CH658853A5 - Overfill IN A VACUUM EVAPORATOR A Solvent Treatment Plant.

Info

Publication number: CH658853A5
Application number: CH92983A
Authority: CH
Inventors: Rene Meier
Original assignee: Mentec Ag
Priority date: 1983-02-18
Filing date: 1983-02-18
Publication date: 1986-12-15
Also published as: DE3402287C2; DE3402287A1

Description

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PATENTANSPRUCH Überfüllsicherung zur Überwachung des Niveaus eines Flüssigkeitsspiegels in einem Vakuumverdampfer (1.2), einer aus einer Vakuumpumpe (1.4), einem aus einem Vakuumverdampfer (1.2) und einem Kondensator (1.3) kombinierten Wärmetauscher (1.1), einem Füllventil (1.6), einer Kondensatfalle (1.5), einem Kondensatablass (1.8), einem Ablassventil (1.9) und aus den nötigen Verbindungsleitungen bestehenden Lösungsmittelaufbereitungsanlage, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Füllventil (1.6) und dem An-schluss der Verbindungsleitung zwischen dem Vakuumverdampfer (1.2) und der Vakuumpumpe (1.4) ein Überfüllventil (1.7) eingebaut ist, welches durch eine vom Gewicht einer an einem Ende eines Doppelhebels (7) angeordneten Schwimmerkugel (13) auf einen am anderen Ende des Doppelhebels (7) angelenkten Ventilstössel (10) über eine lose Ventilkugel (21) auf einen Ventilsitz (18) übertragene Kraft in einer, ein Vakuum erhaltenden, geschlossenen Stellung ist und durch den auf die Schwimmerkugel (13) wirkenden Auftrieb der Flüssigkeit in eine, das Vakuum abbauende, offene Stellung bringbar ist. PATENT CLAIM Overfill protection to monitor the level of a liquid level in a vacuum evaporator (1.2), one from a vacuum pump (1.4), one from a vacuum evaporator (1.2) and a condenser (1.3) combined heat exchanger (1.1), a filling valve (1.6), a condensate trap (1.5), a condensate drain (1.8), a drain valve (1.9) and a solvent treatment system consisting of the necessary connecting lines, characterized in that between the filling valve (1.6) and the connection of the connecting line between the vacuum evaporator (1.2) and the vacuum pump ( 1.4) an overfill valve (1.7) is installed, which has a valve stem (10) articulated by the weight of a float ball (13) arranged at one end of a double lever (7) to a valve stem (10) articulated at the other end of the double lever (7), via a loose valve ball (21 ) on a valve seat (18) transmitted force in a vacuum-maintaining, closed position and by the on the Sch Wimmerkugel (13) acting buoyancy of the liquid can be brought into an open position which reduces the vacuum.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Überfüllsicherung zur Überwachung des Niveaus eines Flüssigkeitsspiegels in einem Vakuumverdampfer einer aus einer Vakuumpumpe, einem aus einem Vakuumverdampfer und einem Kondensator kombinierten Wärmetauscher, einem Füllventil, einer Kondensatfalle, einem Kondensatablass, einem Ablassventil und aus den nötigen Verbindungsleitungen bestehenden Lösungsmittelaufbereitungsanlage. The invention relates to an overfill prevention device for monitoring the level of a liquid level in a vacuum evaporator, a heat exchanger comprising a vacuum pump, a heat exchanger combined from a vacuum evaporator and a condenser, a filling valve, a condensate trap, a condensate drain, a drain valve and a solvent treatment system consisting of the necessary connecting lines.

In Lösungsmittelaufbereitungsanlagen werden aus fett-, färb- oder harzverschmutzten Waschlösungen die Lösungsmittel durch Eindampfprozesse zurückgewonnen. Dazu sind unter anderem Überfüllsicherungen in Form von Kapazitivfühlern bekannt, welche zusammen mit der zugehörigen Elektronik und einem Füllventil, das Niveau des Flüssigkeitsstandes im Vakuumverdampfer regeln. Die Waschlösung wird durch den im Vakuumverdampfer herrschenden Unterdruck über eine Zuleitung in den Verdampfungsraum gesogen. Aus der Waschlösung wird bei niedriger Temperatur das Lösungsmittel verdampft. Die Brüden werden durch die Vakuumpumpe gegen Atmosphäre verdichtet, dem Kondensationsraum des Wärmetauschers zugeführt wo sie sich an den Wandungen niederschlagen. Das Kondensat läuft kontinuierlich und drucklos ab und wird als vollwertiges Lösungsmittel wieder verwendet. Die während des Betriebes im unteren Teil des Vakuumverdampfers sich ansammelnden Rückstände werden von Zeit zu Zeit über ein Ablassventil, meist in zähflüssigem Zustand, abgelassen und dem Abfall zugeführt. Der oben erwähnte Kapazitivfühler ist im Verdampfungsraum des Wärmetauschers eingebaut und überwacht das Niveau des Spiegels der Waschlösung. Erreicht der Flüssigkeitsspiegel das festgelegte oberste Niveau, spricht der Fühler an, das Füllventil wird geschlossen und damit die Zufuhr weiterer Waschlösung unterbunden. Nachteile dieser Einrichtung liegen darin, dass die elektronischen Fühlelemente nicht auf alle Medien ansprechen, und dass für eine explosionssichere Ausführung zusätzliche teure Schutzmassnahmen getroffen werden müssen. In solvent preparation systems, the solvents are recovered from grease, color or resin-contaminated washing solutions by evaporation processes. For this purpose, overfill prevention devices in the form of capacitive sensors are known, which, together with the associated electronics and a filling valve, regulate the level of the liquid level in the vacuum evaporator. The washing solution is sucked into the evaporation chamber by the negative pressure prevailing in the vacuum evaporator via a feed line. The solvent is evaporated from the washing solution at low temperature. The vapors are compressed against the atmosphere by the vacuum pump and fed to the condensation chamber of the heat exchanger, where they are deposited on the walls. The condensate runs continuously and without pressure and is reused as a full solvent. The residues that accumulate in the lower part of the vacuum evaporator during operation are drained from time to time via a drain valve, usually in a viscous state, and sent to the waste. The capacitive sensor mentioned above is installed in the evaporation chamber of the heat exchanger and monitors the level of the washing solution level. If the liquid level reaches the specified highest level, the sensor responds, the filling valve is closed and thus the supply of further washing solution is prevented. Disadvantages of this device are that the electronic sensing elements do not respond to all media and that additional expensive protective measures must be taken for an explosion-proof design.

Nicht elektronische, schwimmergesteuerte Füllventile sind bekannt, bei welchen durch eine Schwimmerkugel der Stand des Flüssigkeitsspiegels überwacht und die Zufuhr von Waschlösung geregelt wird. Der Nachteil dieser Überfüllsicherung liegt darin, dass die durch das Füllventil durchflies-sende Waschlösung die Funktionsfahigkeit des Ventils beeinflussen kann. Im Laufe der Zeit können sich im Innern des Non-electronic, float-controlled filling valves are known, in which the level of the liquid level is monitored by a float ball and the supply of washing solution is regulated. The disadvantage of this overfill protection is that the washing solution flowing through the filling valve can influence the functionality of the valve. Over time, inside the

Füllventils Schmutzteile ablagern, die ein einwandfreies Schliessen des Ventils verunmöglichen. Fill the filling valve with dirt that makes it impossible to close the valve properly.

Der Erfindung hegt die Aufgabe zugrunde, eine Überfüllsicherung für einen Vakuumverdampfer vorzuschlagen, wel-5 che explosionssicher und unabhängig von der Art des Mediums arbeitet und beim Nichtfunktionieren eines Füllventils, sobald ein bestimmtes Niveau des Mediums überschritten wird, die Zufuhr unterbindet. The invention is based on the object of proposing an overfill protection for a vacuum evaporator which works explosion-proof and independent of the type of medium and prevents the supply if a filling valve does not function as soon as a certain level of the medium is exceeded.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch gekennzeich-io nete Erfindung gelöst. This object is achieved by the invention characterized in claim.

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, dass die Überfüllsicherung explosionssicher arbeitet, lösungsmittelbeständig und für jedes Lösungsmittel einsatzfähig ist und durch das Aufheben des Vais kuums im Vakuumverdampfer das Ansaugen von weiterem Lösungsmittel unterbindet, ohne dass, mit Ausnahme der Schwimmerkugel, Teile des Überfüllventils mit der Waschlösung in Berührung kommen. Eine eventuelle Verschmutzung der Schwimmerkugel würde die Funktionsfahigkeit des Über-20 füllventils nicht beeinträchtigen, im Gegenteil, die Schliess-kraft des Ventils würde dadurch sogar erhöht. The advantages achieved by the invention are essentially to be seen in the fact that the overfill protection works explosion-proof, is solvent-resistant and can be used for any solvent and, by removing the vacuum in the vacuum evaporator, prevents the suction of further solvent without, with the exception of the float ball, Parts of the overfill valve come into contact with the washing solution. Any contamination of the float ball would not affect the functionality of the over-20 fill valve, on the contrary, the closing force of the valve would even be increased.

Auf beiliegenden Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das im folgenden näher erläutert wird. Es zeigen: On the accompanying drawings, an embodiment of the invention is shown, which is explained in more detail below. Show it:

25 Fig. 1 eine schematisch dargestellte Lösungsmittelaufbereitungsanlage, 25 a schematically represented solvent treatment plant,

Fig. 2 einen Schnitt durch ein in der Einbaulage gezeichnetes Überfüllventil. Fig. 2 shows a section through an overflow valve drawn in the installed position.

In der Fig. 1 ist mit 1.1 ein Wärmetauscher bezeichnet, 30 welcher aus einem Vakuumverdampfer 1.2 und einem Kondensator 1.3 besteht. Eine Vakuumpumpe erhält die Ziffer 1.4 und eine in einer Verbindungsleitung zwischen dem Vakuumverdampfer 1.2 und der Vakuumpumpe 1.4 eingebaute Kondensatfalle die Ziffer 1.5. Ein Füllventil 1.6 und ein Überfüll-35 ventil 1.7 überwachen das Niveau des Flüssigkeitsspiegels einer Waschlösung im Vakuumverdampfer 1.2. Durch einen Kondensatablass 1.8 läuft das Kondensat in einen Auffangbehälter. Durch ein Ablassventil 1.9 können die im unteren Teil des Vakuumverdampfers 1.2 sich ansammelnden Rück-40 stände abgelassen werden. 1, 1.1 denotes a heat exchanger 30 which consists of a vacuum evaporator 1.2 and a condenser 1.3. A vacuum pump receives the number 1.4 and a condensate trap installed in a connecting line between the vacuum evaporator 1.2 and the vacuum pump 1.4 the number 1.5. A filling valve 1.6 and an overfill valve 1.7 monitor the level of the liquid level of a washing solution in the vacuum evaporator 1.2. The condensate runs through a condensate drain 1.8 into a collecting container. A drain valve 1.9 allows the residues accumulating in the lower part of the vacuum evaporator 1.2 to be drained off.

In der Fig. 2 ist mit 1.2 wieder der Vakuumverdampfer des Wärmetauschers 1.1, mit 2 ein Gehäuse des Wärmetauschers 1.1 und mit 3 ein Anschlussflansch des Wärmetauschers 1.1 bezeichnet. Ein Gehäuse des Überfüllventils 1.7 erhält die Zif-45 fer 4; es besteht aus einem zylinderförmigen Horizontalteil 31 und einem senkrecht dazu angeordneten nach oben gerichteten, ebenfalls zylinderförmigen Vertikalteil 32. Am Horizontalteil 31 ist einseitig ein Gehäuseflansch 5 und auf der anderen Seite ein Deckel 16 angeordnet. Der Gehäuseflansch 5 des so Gehäuses 4 ist am Anschlussflansch 3 des Vakuumverdampfers 1.2 befestigt. Der auf der Seite des Gehäuseflansches 5 offene Horizontalteil 31 des Gehäuses 4 wird mit Auslass 24 bezeichnet. Im Auslass 24 des Überfüllventils 1.7 ist ein Steg 6 festgemacht. Mit einem Lagerzapfen 8 ist am Steg 6 ein Dop-55 pelhebel 7 drehbar gelagert. Der Lagerzapfen 8 ist durch zwei Splinten 9 gesichert. Durch einen Drehzapfen 11 ist an einem Ende des Doppelhebels 7 ein Ventilstössel 10 angelenkt. Der Drehzapfen 11 ist an beiden Enden durch einen Splinten 12 gesichert. Am anderen Ende des Doppelhebels 7 ist mit einem so Drehzapfen 14 eine Schwimmerkugel 13 festgemacht. Der Drehzapfen ist beidseitig durch einen Splinten 15 gesichert. Zwischen dem Deckel 16 und dem Horizontalteil 31 des Gehäuses 4 ist eine Dichtungsscheibe 30 eingelegt. Der Deckel 16 weist ein Schauglas 25 auf. Auf dem Vertikalteil 32 des Ge-65 häuses 4 ist ein Deckel 22 auf ein Gewinde 33 aufgeschraubt. Im Deckel 22 ist ein Ventil 17 mit einem ringförmigen, elastischen Ventilsitz 18 und einem Einlass 23 angeordnet. Der in einer Ausdrehung des Deckels 22 eingelegte, elastische Ventil In FIG. 2, the vacuum evaporator of the heat exchanger 1.1 is again designated by 1.2, 2 is a housing of the heat exchanger 1.1 and 3 is a connecting flange of the heat exchanger 1.1. A housing of the overfill valve 1.7 receives the Zif-45 fer 4; it consists of a cylindrical horizontal part 31 and an upwardly directed, likewise cylindrical vertical part 32 arranged perpendicularly thereto. On the horizontal part 31, a housing flange 5 is arranged on one side and a cover 16 on the other side. The housing flange 5 of the housing 4 is fastened to the connection flange 3 of the vacuum evaporator 1.2. The horizontal part 31 of the housing 4 which is open on the side of the housing flange 5 is referred to as outlet 24. A web 6 is fastened in the outlet 24 of the overfill valve 1.7. With a bearing pin 8, a double 55 lever 7 is rotatably mounted on the web 6. The bearing pin 8 is secured by two split pins 9. A valve lifter 10 is articulated by a pivot pin 11 at one end of the double lever 7. The pivot pin 11 is secured at both ends by a split pin 12. At the other end of the double lever 7, a float ball 13 is fastened with a pivot 14. The pivot is secured on both sides by a split pin 15. A sealing washer 30 is inserted between the cover 16 and the horizontal part 31 of the housing 4. The cover 16 has a sight glass 25. On the vertical part 32 of the Ge-65 housing 4, a cover 22 is screwed onto a thread 33. A valve 17 with an annular, elastic valve seat 18 and an inlet 23 is arranged in the cover 22. The elastic valve inserted in a turn of the cover 22

sitz 18 ist durch eine Stützscheibe 19 und einen Spannring 20 gesichert. Über dem Vertikalteil 32 des Gehäuses 4 ist zwischen dem Ventilstössel 10 und dem Ventilsitz 18 eine lose Ventilkugel 21 eingelegt. Zur zentrischen Führung des Ventil-stössels 10 sind im Vertikalteil 32 des Gehäuses 4 Rippen 28 vorgesehen. Diese Rippen 28 begrenzen bei abgesenktem Ventilstössel 10 zusätzlich noch die untere Lage der Ventilkugel 21. Die im Vakuumverdampfer 1.2 vorhandene Waschlösung wird mit 26 und das Niveau des Spiegels der Waschlösung mit 27 bezeichnet. Die durch das Überfüllventil 1.7 angesaugte Luft erhält die Ziffer 29. Seat 18 is secured by a support plate 19 and a clamping ring 20. A loose valve ball 21 is inserted over the vertical part 32 of the housing 4 between the valve tappet 10 and the valve seat 18. 4 ribs 28 are provided in the vertical part 32 of the housing for the central guidance of the valve tappet 10. When the valve tappet 10 is lowered, these ribs 28 additionally delimit the lower position of the valve ball 21. The washing solution present in the vacuum evaporator 1.2 is designated by 26 and the level of the washing solution level by 27. The air drawn in through the overfill valve 1.7 is numbered 29.

Die vorstehend beschriebene Einrichtung arbeitet wie folgt: Die in der Lösungsmittelaufbereitungsanlage (Fig. 1) eingesetzte Überfüllsicherung ist als Kombination zwischen dem Überfüllventil 1.7 und der Kondensatfalle 1.5 zu verstehen und kommt zum Einsatz bei einem Fehlverhalten eines Füllventils 1.6. Sie sorgt dafür, dass das Niveau 27 des Spiegels der Waschlösung 26 ein bestimmtes Mass nicht übersteigt, dass keine Waschlösung 26 in die Vakuumpumpe 1.4 gelangen kann und dass die Vakuumpumpe 1.4 nachdem das Uberfüllventil 1.7 angesprochen hat im Leerlauf weiterläuft. Die Lage des Überfüllventils 1.7 im Vakuumverdampfer 1.2 ist so gewählt, dass das höchste Niveau 27 der Waschlösung 26 bei normalem Arbeitsbetrieb die Schwimmerkugel 13 des Überfüllventiles 1.7 nicht erreicht. Die Schwimmerkugel 13 hängt frei im Raum des Vakuumverdampfers 1.2 und drückt über den Doppelhebel 7 den Ventilstössel 10 an die Ventilkugel 21. Die Ventilkugel 21 ihrerseits drückt an den elastischen Ventilsitz 18 und dichtet den Einlass 23 für den Eintritt von Luft 29 ab. In diesem Zustand wird das Niveau 27 der Waschlösung 26 im Vakuumverdampfer 1.2 beispielsweise durch eine Schwimmerkugel des Füllventils 1.6 überwacht, welche die Zufuhr von Waschlösung im Verhältnis zum Verdampfen des Lösungsmittels bzw. zum Ablassen der im unteren Teil des Vakuumverdampfers 1.2 im Laufe der Zeit sich ansammelnden Rückstände regelt. Die Waschlösung 26 wird dabei The device described above works as follows: The overfill prevention device used in the solvent preparation system (FIG. 1) is to be understood as a combination between the overfill valve 1.7 and the condensate trap 1.5 and is used when a filler valve 1.6 malfunctions. It ensures that the level 27 of the level of the washing solution 26 does not exceed a certain level, that no washing solution 26 can get into the vacuum pump 1.4 and that the vacuum pump 1.4 continues to run idle after the overfill valve 1.7 has responded. The position of the overfill valve 1.7 in the vacuum evaporator 1.2 is selected such that the highest level 27 of the wash solution 26 does not reach the float ball 13 of the overfill valve 1.7 during normal working operation. The float ball 13 hangs freely in the space of the vacuum evaporator 1.2 and presses the valve tappet 10 against the valve ball 21 via the double lever 7. The valve ball 21 in turn presses against the elastic valve seat 18 and seals the inlet 23 for the entry of air 29. In this state, the level 27 of the washing solution 26 in the vacuum evaporator 1.2 is monitored, for example, by a float ball of the filling valve 1.6, which supplies the washing solution in relation to the evaporation of the solvent or the drainage of the accumulating in the lower part of the vacuum evaporator 1.2 over time Regulates residues. The washing solution 26 is thereby

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durch den im Vakuum Verdampfer 1.2 aufgebauten Unierdruck mittels eines Schlauches durch das Füllventil 1.6 aus einem Behälter in den Vakuumverdampfer 1.2 gesogen. Übersteigt das Niveau der Waschlösung 26 wegen einer Funktions-5 Störung des Füllventils 1.6 das von der Schwimmerkugel des Füllventils 1.6 überwachte Niveau, ohne dass die Zufuhr weiterer Waschlösung unterbunden wird, erreicht der Spiegel der Waschlösung die Schwimmerkugel 13 des Überfüllventils 1.7, bis der Auftrieb die Schwimmerkugel 13 nach oben be-io wegt. Mit der Aufwärtsbewegung der Schwimmerkugel 13 wird über den Doppelhebel 7 der Ventilstössel 10 nach unten gezogen, wobei die Ventilkugel 21 nicht mehr an den Ventilsitz 18 gedrückt wird und das Überfüllventil 1.7 sich öffnet. Noch bevor der Flüssigkeitsspiegel der Waschlösung den Anis schlussflansch 3 des Vakuumverdampfers 1.2 erreicht, tritt durch den Einlass 23 des Überfüllventils 1.7 Luft in den Vakuumverdampfer 1.2. Das im Vakuumverdampfer aufgebaute Vakuum fällt zusammen, wobei die für die Zufuhr der Waschlösung verwendete Saugkraft ausbleibt und keine wei-2o tere Waschlösung in den Vakuumverdampfer gesogen wird. Gleichzeitig mit dem Zusammenbruch des Vakuums im Vakuumverdampfer wird in der zwischen der Vakuumpumpe 1.4 und dem Vakuumverdampfer 1.2 eingebauten Kondensatfalle 1.5 durch die Vakuumpumpe 1.4 eine vorhandene 25 Ventilkugel an einen zugehörigen Ventilsitz angezogen. Damit ist die Brüdenzuleitung zu der Vakuumpume 1.4 bzw. die Verbindungsleitung zwischen der Vakuumpumpe 1.4 und dem Vakuumverdampfer 1.2 unterbunden. Die Vakuumpumpe 1.4 läuft im Leerlauf weiter. Dieser Zustand bleibt be-3o stehen, bis das Niveau der Waschlösung durch das Ablassen der im unteren Teil des Vakuum Verdampfers sich angesammelten Rückstände sich absenkt und die Funktionsstörung, beispielsweise durch ein stark verschmutztes und nicht mehr funktionsfähiges Füllventil 1.6 verursacht, behoben ist. Die 35 Lage und der Zustand der im Überfüllventil 1.7 eingebauten Ventilstössel 10 und Doppelhebel 7 können durch das Schauglas 25 überprüft werden. sucked by the unier pressure built up in the vacuum evaporator 1.2 by means of a hose through the filling valve 1.6 from a container into the vacuum evaporator 1.2. If the level of the washing solution 26 exceeds 5 due to a malfunction of the filling valve 1.6, the level monitored by the float ball of the filling valve 1.6 without the supply of further washing solution being prevented, the level of the washing solution reaches the float ball 13 of the overfill valve 1.7 until the buoyancy Float ball 13 moves upward. With the upward movement of the float ball 13, the valve stem 10 is pulled down via the double lever 7, the valve ball 21 no longer being pressed against the valve seat 18 and the overflow valve 1.7 opening. Even before the liquid level of the washing solution reaches the anise connection flange 3 of the vacuum evaporator 1.2, air enters the vacuum evaporator 1.2 through the inlet 23 of the overfill valve 1.7. The vacuum built up in the vacuum evaporator collapses, the suction power used for supplying the washing solution being absent and no further washing solution being sucked into the vacuum evaporator. Simultaneously with the breakdown of the vacuum in the vacuum evaporator, in the condensate trap 1.5 installed between the vacuum pump 1.4 and the vacuum evaporator 1.2, an existing valve ball is attracted to an associated valve seat by the vacuum pump 1.4. The vapor feed line to the vacuum pump 1.4 or the connecting line between the vacuum pump 1.4 and the vacuum evaporator 1.2 is thus prevented. The vacuum pump 1.4 continues to run at idle. This state remains until the level of the washing solution is lowered by draining off the residues accumulated in the lower part of the vacuum evaporator and the malfunction, for example caused by a very dirty and no longer functional filling valve 1.6, has been remedied. The 35 position and the condition of the valve lifters 10 and double levers 7 installed in the overfill valve 1.7 can be checked through the sight glass 25.

C C.

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings