CN101835518B - 结合有级间泵的旋转分配装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于分配处理液体的旋转分配装置(30)，常用于糖汁加工工艺中的离子交换和层析分离。装置包括：芯筒(2)，固定的处理液体供给管(3)延伸到芯筒；位于芯筒与围绕芯筒旋转的外部机壳(4)间的环形流体分配室。设有与机壳旋转的旋转管(5)，旋转管连接在选定的分配室与旋转分度盘(6)上选定的端口之间，旋转分度盘同机壳相对于固定分度盘(7)旋转。此设置使得随旋转分度盘的旋转，经由旋转管供给到旋转分度盘的处理液体液流中的不同的液流引入到固定分度盘上的固定的端口。端口设置为将液流选择性地供给到选定目的地。根据本发明，泵送处理液体的级间泵安装成同旋转管和旋转分度盘围绕芯筒旋转。由此与传统的具有固定泵的模拟移动床构造相比设计更为简单。
Description
技术领域
本发明涉及一种结合有级间泵(interstage pump)的旋转分配装置。
背景技术
WO2004/029490中描述了一种允许通过高效的连续作业的方法进行批量加工的旋转分配装置(RDA)。该装置例如可用于制糖厂(sugar extractionplant)中的糖汁加工工艺中的离子交换以及例如层析分离。
图1示出了一种根据WO2004/029490的公知的RDA。装置1具有静止的圆柱形中央芯筒(core)2，固定的供给和产出管3延伸到该中央芯筒中。在中央芯筒2与围绕该中央芯筒旋转的外部机壳或筒体4之间形成一组环形的流体分配室(图1中未示)，并且在实际工作中，每一供给或产出的液流设置一个分配室。与机壳4一同旋转的管5连接在选定的分配室和与机壳一起旋转的分度盘6上的选定的端口之间。分度盘6相对于固定分度盘7旋转。随着分度盘6相对于固定分度盘7的旋转，经由管5供给到分度盘6的不同的处理液流被引入至分度盘7上的固定的端口，而分度盘7则将这些液流经由管8选择性地供给到处理室(在糖提取工艺的情况下通常为离子交换室或层析分离室)。从处理室返回的液流沿相同路线反方向流动并最终经由各个相应的固定的管3从该装置中排出。
在层析分离的应用中，举例而言，通常为了更新(再生)树脂，需要使处理流体流经多个包含有树脂的处理室。在该分配系统的一些区域中，流体的粘度可能相当高，导致相关联的压降可能会很大，这通常需要对管道和相关联的泵送装置进行精心的设计。
在例如发明人为拉斯彻(Rasche，隶属A.E Staley制造公司)的专利US5,122,275中所述的传统的模拟移动床(simulated moving bed)层析分离系统中，分离柱和必要的泵被固定在适当位置，而实际的分离轮廓件(profile)从柱到柱地移动。随着分离轮廓件经过这些分离柱移动，流体粘度显著地变化，并因此使泵送负荷显著地变化，这意味着必须精心地选择泵的容量以便处理在循环中的所有位置处的、全范围内的流体潜流和压力变化。
在使用上述的RDA的情况中，分离柱是固定的，可使用一种方法在每个柱上设置级间泵。然而，这种可能的方案被认为效率颇低，因为在流体粘度低的区域中可能根本不需设置泵，另一方面，如果使用较少数量的更大型的泵，压降会变得更加显著，并且至少其中一些柱室需具有鲁棒的结构以承受所施加的压力。
这种方案的另一个困难在于，在处理循环中，每次分度之后泵将承受不同的负荷，并且具有不同的流动设定点。
这些因素结合起来，使得整个泵控策略变得非常复杂，这正是本发明所要克服的问题。
发明内容。
根据本发明，提供了一种用于分配处理液体的旋转分配装置(RDA)，该装置包括：固定的芯筒，固定的处理液体供给管延伸到芯筒中；限定在芯筒与围绕芯筒旋转的外部机壳之间的环形的流体分配室；与机壳一起旋转的旋转管，该旋转管连接在选定的分配室与旋转分度盘上的选定的端口之间，所述旋转分度盘与机壳一起相对于固定分度盘旋转，由此，使得随着旋转分度盘的旋转，经由旋转管供给到旋转分度盘的处理液体的液流中的不同的液流被引入到固定分度盘上的固定的端口，这些固定的端口被设置为用于将所述液流选择性地供给到选定的目的地，其特征在于，用于泵送处理液体的级间泵被安装成与旋转管和旋转分度盘一起围绕芯筒旋转。
有利地，级间泵被设置成经由旋转管泵送处理液体。级间泵通常被设置在旋转管中。级间泵可由电动机驱动，通过旋转的滑环并经由接触电刷将来自电源的电流供给到电动机。并且，有利的是，设有与每个电动机相关联的变频驱动单元，以用来控制相关联的泵的泵速。变频驱动单元还被设置成与RDA的其它旋转部件一起旋转，并优选地由共用的电子控制单元控制。
根据本发明的另一方面，提供了一种分配处理液体的方法，用于糖提取厂(糖厂)中的糖汁加工工艺中的离子交换或层析分离，该方法包括使用一种旋转分配装置分配处理液体，该旋转分配装置包括：芯筒，固定的处理液体供给管延伸到芯筒中；限定在芯筒与围绕芯筒旋转的外部机壳之间的环形的流体分配室；与机壳一起旋转的旋转管，该旋转管连接在选定的分配室与旋转分度盘上的选定的端口之间，旋转分度盘与机壳一起相对于固定分度盘旋转，由此，使得随着旋转分度盘的旋转，将经由旋转管供给到旋转分度盘的处理液体的液流中的不同的液流引入到固定分度盘上的固定的端口，该端口被设置为用于将液流选择性地供给到选定的目标，其特征在于，所述方法包括如下步骤：将级间泵安装成与旋转管和旋转分度盘一起旋转，并操作级间泵以经由旋转管泵送处理液体。
附图说明
现在将参照附图以例举方式更详细地描述本发明，在附图中：
图1示出了公知的旋转分配装置(RDA)；
图2示意性地示出了应用根据本发明的装置的一种典型的层析分离工艺；
图3示意性地示出了图2的工艺过程并示出了典型的泵的位置；以及
图4阐释示了根据本发明的装置的相关部件。
具体实施方式
参照上文对图1所示的RDA的描述。在WO2004/029490中更加详细地描述了图1的装置，该专利文献应作为本申请的参考文献。
图2和图3示意性地示出了例如在糖汁加工工艺中使用的逆流层析分离工艺。本领域的技术人员应熟知如这些图中所示的该工艺中的各个步骤，即，在位置10加入原料、在位置12加入再生洗提液、以及在位置14和16收回分离出的成分。分离柱或分离容器由附图标记17表示，糖浆的流动方向由附图标记18表示，而模拟树脂流动方向由附图标记19表示。各个剥离区域、再装填区域、洗提区域以及浓缩区域分别由附图标记20、22、24和26表示。图3还示出了用于泵送处理液体的级间泵28的典型位置。
图4示出了根据本发明的、大体上属于上述类型的RDA30，但该RDA包括泵28，该泵28安装成与该RDA的旋转部件一起旋转。
图4中的与图1对应的部件由相同的附图标记表示。如图所示，RDA的旋转部件(即，机壳4、管5和分度盘6)与环形齿轮32紧固在一起。由电动机36驱动的正齿轮34与该环型齿轮啮合，以便在RDA运行期间使旋转部件旋转。
如图所示，还安装有与该环型齿轮紧固在一起的滑环38。由此，通过接触电刷42将电流供给到电动机40。在电子控制单元44的控制下，电动机40驱动管5中的级间泵28。通过控制单元，借助安装到电动机40上的变频驱动装置46个别地控制各个泵的泵速。
通过将级间泵28设置在管5中，使得级间泵与RDA的其它旋转部件一起旋转，这样能够获得多种优点。首要的是，使各个泵能够在糖汁或糖浆从柱到柱地流动时跟随糖汁或糖浆的轮廓件。
这样一来，由于使得在整个循环过程中各个泵上的泵送负荷保持恒定，进而减少了所需泵的数目并简化了泵的尺寸设计和工艺的控制。
Claims (6)
1.一种用于分配处理液体的旋转分配装置，所述装置包括：芯筒，固定的处理液体供给管延伸到所述芯筒中；限定在所述芯筒与围绕所述芯筒旋转的外部机壳之间的环形的流体分配室；与所述机壳一起旋转的旋转管，所述旋转管连接在选定的分配室与旋转分度盘上的选定的端口之间，所述旋转分度盘与所述机壳一起相对于固定分度盘旋转，由此，使得随着所述旋转分度盘的旋转，经由所述旋转管供给到所述旋转分度盘的处理液体液流中的不同的液流被引入至所述固定分度盘上的固定的端口，所述固定的端口被设置为用于将所述液流选择性地供给到选定的目的地，其特征在于，操作为用于泵送所述处理液体的级间泵被安装成与所述旋转管和所述旋转分度盘一起围绕所述芯筒旋转。
2.根据权利要求1所述的旋转分配装置，其中，所述级间泵被设置成经由所述旋转管泵送处理液体。
3.根据权利要求1或2所述的旋转分配装置，其中，所述级间泵由电动机驱动，通过旋转的滑环并经由接触电刷将来自电源的电流供给到所述电动机。
4.根据权利要求3所述的旋转分配装置，还包括与每个电动机相关联的旋转的变频驱动单元，所述变频驱动单元用于控制相关联的所述泵的泵速。
5.根据权利要求4所述的旋转分配装置，其中，所述变频驱动单元由共用的电子控制单元控制。
6.一种分配处理液体的方法，用于制糖厂中的糖汁加工工艺中的离子交换或层析分离，所述方法包括使用一种旋转分配装置分配所述处理液体，所述旋转分配装置包括：芯筒，固定的处理液体供给管延伸到所述芯筒中；限定在所述芯筒与围绕所述芯筒旋转的外部机壳之间的环形的流体分配室；与机壳一起旋转的旋转管，所述旋转管连接在选定的分配室与旋转分度盘上的选定的端口之间，所述旋转分度盘与所述机壳一起相对于固定分度盘旋转，由此，使得随着所述旋转分度盘的旋转，将经由所述旋转管供给到所述旋转分度盘的处理液体液流中的不同的液流引入到所述固定分度盘上的固定的端口，所述固定的端口被设置为用于将所述液流选择性地供给到选定的目标，其特征在于，所述方法包括如下步骤：将级间泵安装成与所述旋转管和所述旋转分度盘一起旋转，并且操作所述级间泵以经由所述旋转管泵送所述处理液体。
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