CZ20003515A3 - Apparatus for treating liquid - Google Patents

Description

Předložený vynález se týká zařízení podle předvýznakové části patentového nároku 1.

Dosavadní stav techniky

Takové zařízení je známé z patentové přihlášky FR 1 506 445. Tato přihláška popisuje zařízení, které poskytuje pohon jak pro otáčení otáčivého prvku, tak i pro natáčivý pohyb pomocných prvků. Tento pohon zahrnuje elektromagnet a pružinu. Otáčivý pohyb je uskutečňován prostřednictvím plynulé tlakové síly pružiny. S mechanismem západky je otáčivý prvek spojen s pohánějícím pohybem pružiny. Pružina je stlačována zatahováním elektromagnetu, který je pod proudem. V průběhu tohoto zatahování se také pomocné prvky pohybují zpět, ale kvůli mechanismu západky, popsaného výše, se toto netýká otáčivého prvku. Toto zařízení je laboratorním zařízením, tj ., analyticky vzato, zařízení pro velmi malá množství materiálu. Během zpětného pohybu elektromagnetickou silou se otáčivý prvek bude pohybovat pomaleji a pravděpodobně se i zastaví. Zpětný pohyb je velmi rychlý a neovládaný.

Takovou konstrukci není možné zvětšit. Zvětšením je míněna průmyslová využitelnost chromatografických sloupců. Jsou použity sloupce, které mají délku například metr a průměr od několika centimetrů až do metru nebo více. Otáčivý prvek, respektive příslušný nosný rám, na kterém jsou poskytnuty takovéto sloupce, může vážit od stovek kil až do stovek tun. Podle patentové přihlášky FR 1 506 445 zde není možný natáčivý pohyb. Během rychlého zpětného pohybu, jak je realizován elektromagnetickou silou, nastane nepřijatelné poškození na dělicí ploše mezi otáčivým prvkem a pomocným prvkem.

Cílem předloženého vynálezu je tedy poskytnout zařízení, které by mohlo být použito v širokém průmyslovém rozsahu, a které umožňuje pohyb pomocného prvku popsaného výše sem a tam.

Podstata vynálezu

Tento záměr je realizován se zařízením popsaným výše v kombinaci s charakteristickými znaky uvedenými v patentovém nároku 1. Předložený vynález navrhuje použití senzorů, jejichž prostřednictvím se bude uskutečňovat ovládání pohybů pomocného .: .*·. .··. .TSj531/105 • · · · « · · · * · · · ······ • · ·· ···· ········ ······· ·· ·· prvku, respektive otáčivého prvku, neboť v průmyslovém zařízeni je pohyb otáčivého prvku vzhledem k pomocnému prvku obtížně ovladatelný. Tímto způsobem je možné realizovat otvory pomocného prvku a otáčivého prvku, které jsou navzájem protilehlé, se stejnou velikostí. Na rozdíl od konstrukčního uspořádání popsaného v patentové přihlášce FR 1 506 445, je zde jeden z uvedených prvků opatřený prstencovitým vedením, takže otvor v dalším prvku může být umístěn v odlišných polohách, kde ještě zbývá kapalinové spojení. Jestliže se použije vetší počet otvorů, není taková konstrukce žádoucí.

Podle výhodného provedení vynálezu, otáčivý prvek vykonává, z pohledu jeho značné hmotnosti, nepřetržitý, respektive plynulý otáčivý pohyb. Ten může být jednoduše realizován prostřednictvím elektromotoru nebo servomotoru. Natáčivým prvkem může být pohybováno během pohybu otáčivého prvku, ale k tomuto účelu je též možné použít jiný pohyb. Pohyb sem a tam pomocného prvku je realizován, podle vhodného provedení vynálezu, elektromotorem, který je ovládán regulátorem, jak je popsáno výše. Senzory jsou poskytnuty tak, aby dohlížely, že je že zaručeno, že po zpětném pohybu několik otvorů pomocného prvku a otáčivého prvku je přesně zarovnáno jeden nad druhým. Je možné určit polohu během každého zpětného pohybu pokud jde o senzory. Senzory mohou generovat množství pulsů pro každou otáčku motoru. Tyto pulsy jsou počítány a řídí oba motory jak co se týče rychlosti tak i polohy. Senzor, jak je použit výše, a následující popis mohou obsahovat každé zařízení známé v dosavadním stavu techniky.

Podle vynálezu provádí pomocný prvek, to jest „nehybná ventilová destička, otáčení ve vymezeném úhlu. V důsledku toho tato ventilová destička provádí natáčivý pohyb. Tato konstrukce může být realizována poměrně jednoduše a úsporně co se týče prostoru.

Dalšího zjednodušení může být dosaženo, jestliže je ventilová destička nebo pomocný prvek opatřený poblíž nižší strany sloupců. Díky tomu může být konstrukce realizována kompaktně a je jednoduše přístupná pro potřeby údržby. Toto je částečně pravda, jestliže bude použito vyšší zařízení, které vykazuje výšku například 2 až 7,5 metru.

S pomocným prvkem, nehybnou ventilovou destičkou, mohou být realizovány všechny důležité pohyby. To jest, nehybná ventilová destička nebo pomocný prvek následuje rotaci otáčivé ventilové destičky nebo otáčivého prvku po předurčeném úhlu a postupně se pootáčí zpět o ten samý úhel což má za následek, že první otvory otáčivých prvků během první části tohoto pohybu jsou protilehlé prvním otvorům pomocného prvku a provádějí natáčivý pohyb, aby první otvory otáčivého prvku byly protilehlé druhým otvorů pomocného prvku.

.: .··. J3Í31/105 • · fc · · · · · • * · β ······ • · · · ···«

Ventilová destička bude umístěna společně s vybavením, především s prostředkem pružných hadic, což dovoluje omezenou rotaci.

Řízení různých pohybů ve shodě s předloženým vynálezem může být značně zjednodušeno, s ohledem na to, co je známo v dosavadním stavu techniky. Jsou zde značné menší problémy synchronizace. Ve stavu techniky je nezbytné dbát zvláštní opatření, aby se zabránilo problémům, jestliže není přenesen signál pro zpětný pohyb, nebo je přenesen rychle. V předložené konstrukci jsou jednoduché prostředky schopné řídit různé pohyby vzáj emně.

Pro řízení výše zmíněných zařízení mohou být senzory přítomny jak na nosném rámu, tak i na pomocném prvku. Přirozeně mohou být také přítomny uzavírající prostředky nebo jiné systémy, aby vykonaly spojení mezi pomocným prvkem a nosným rámem nebo otáčivým prvkem. Nicméně toto není nezbytné pro většinou použití a různé otvory mohou být uvedeny do polohy tak, aby ležely přesně protilehle, řízením hnacího motoru buď pomocného prvku, nebo otáčivého prvku, nebo obou. Jakákoli nepřesnost by mohla být ještě eliminována zkonstruováním otvorů částečně ve formě drážek

Výše zmíněný vymezený úhel, v jehož rozsahu se pomocný prvek pohybuje vzhledem k zařízení, je určen počtem sloupců. Tento úhel může být pro vetší počet sloupců menší.

Podle vhodného provedení vynálezu je mezi pomocný prvek a otáčivý prvek poskytnut teflonový prstenec. Ten slouží jako ložiskový kroužek. Vlastnosti teflonu, co se týče redukce tření, jsou velmi dobré, stejně tak jako jeho vlastnosti těsnění. Nicméně bylo shledáno, že rychlost předmětu, který je na odvrácené straně ložiska, to jest část klouzající na teflonu, by neměla být příliš velká, protože by mohlo nastat nepřijatelné poškození teflonového prstence. Jestliže by byla použita rychlost elektromagnetu pod napětím, jak je uvedeno ve známost například v patentové přihlášce FR 1 506 445, došlo by k poškození. Takovémuto poškození může být zabráněno například pomalejším otáčením elektromotoru.

Přehled obrázků na výkresech

Předložený vynález bude ozřejměný v následujícím podrobném popisu jeho příkladných provedení v kombinaci s připojenou výkresovou dokumentací, ve které představuje:

.·*. .^.^3631/105 ·

0 0 0 0

0 0 ·

0 0 0

Obr. 1 znázornění bokorysu řezu provedením předloženého vynálezu;

Obr. 2 znázornění prvního půdorysu otáčivého prvku a pomocného prvku v první poloze; a

Obr. 3 znázornění pohledu shodného s pohledem z obr. 2 ve druhé poloze.

Příklady provedení vynálezu

No obr. 1 je zařízení podle předloženého vynálezu označeno vztahovou značkou 1. Nejdůležitější část obsahuje několik sloupců 2, ve kterých se bude uskutečňovat chemická nebo fyzikální reakce s kapalinou, která se vede skrz sloupce tohoto typu. Sloupce 2 jsou podpírány nosným rámem 3, který je střídavě podepřen na základně 5 pomocí uložení _4, které je zobrazeno pouze schematicky. Nosný rám 3 a také sloupce jsou uspořádány otáčivým způsobem, takže kapalina může prodělávat různé postupné úpravy. Aby bylo opatřeno spojení se zařízením, je přítomen otočný ventil označený vztahovou značkou 6.

Konstrukce zde znázorněná se otáčí okolo hřídele 1_. Na jedné straně je tato hřídel spojena s nosným rámem 3 a na druhé straně je opatřena řemenicí EU Přirozeně je přítomno vhodné ložisko. Řemenice je spojena řemenem s řemenicí 9 hnacího motoru 10. Pouzdro 11 je umístěno okolo hřídele 7, kteréžto pouzdro je otáčivé vzhledem k hřídeli a přes řemenice 12 a 13 může být poháněno motorem 14 . To znamená, že v konstrukci zde znázorněné se může nosný rám 3 otáčet nezávisle na pouzdře 11.

Sloupec 2 je opatřen potrubím 18 a 19, které se rozprostírá v horním disku nebo ventilové desce otočného ventilu 6. Tento vrchní disk 20 je vhodněji vyroben z plastu. Tento disk je otáčivě připojen k hřídeli 7 a tudíž vykonává ten samý otáčivý pohyb jako nosný rám 3. Tento disk je opatřen otvory, které odpovídají potrubím 18, 19. Dva z těchto otvorů jsou označeny na obr. 2 a 3 jako 29 a 30.

Tento způsobem.

materiálu, disk

Tento jako přiléhá k nehybnému pomocnému disku 21 těsnícím pomocný disk 21 je vhodněji vyroben z kovového je například ocel, Hastelloy a jiných materiálů známých ze stavu techniky. Pokud je to vhodné, může být mezi disky 20 a 21 umístěn další disk. Je možné poskytnout teflonový prstenec, který je znázorněný na obrázcích jako 38 . Tento prstenec slouží jako ložiskový a těsnící kroužek mezi Mimoto těsnění může být poskytnuto

40, podle pořadí, v otáčivé části 20 a pomocné může být radiální těsnění označené jako 41.

disky 20 a 21. v zahloubení 39 a části 21. Toto .··.«··. .: .··. .··. 4*3631/105 • φ · ····«• · · · ······ • « · * · · · · «······· ······· · · · ·

Disk 21 je otáčivě připojen k pouzdru 11. Disk 21 je taktéž opatřen otvory, které jsou na obrázcích 2 a 3 označeny jako 33, 34, 36, 37. Tyto otvory sousedí s potrubím 22 a 23, které jsou v určitého rozsahu flexibilní. Vše je konstruována tak, že disk 21 se může otáčet vratným způsobem v rozsahu vymezeného úhlu bez nadměrného zatížení na tyto potrubí 22 a 23. Potrubí 22 a 23 jsou podle pořadí připojeny ke zdroji a výpusti dotyčné kapaliny.

Senzor 24 měří polohu nosného rámu 3, zatímco senzor 26 určuje polohu pouzdra 11. Výsledné signály jsou přeneseny do řídící jednotky 25, která reguluje otáčení motoru 14 . Řídící systém 25 může být také použit pro řízení otáčení motoru 10.

Obr. 2 a 3 disky 20 a 21 a 33, 34, a 36, 37 znázorňují poněkud zvětšený pohled na již zmiňované otvory 29 a 30 v disku 20 a v disku 21.

Výše popsané zařízení pracuje následovně. Začněme od první polohy znázorněné na obr. 1, motor 10 se otáčí nepřetržitě, to jest nosný rám vykonává nepřetržitý otáčivý pohyb. Tento pohyb je označen na obr. 2 pomocí šipky 31.

První část pohybu je následována diskem 21, to jest motor 14 je řízen takovým způsobem pomocí prostředků řídícího jednotky 25, že disk 21 se pohybuje v podstatě stejnou rychlostí jako disk 20 v průběhu této první části pohybu. Výsledek je, že otvory 29 a 30 jsou zarovnány s otvory 33, 34. Řízení může být provedeno pomocí signálů, vycházejících ze senzorů 24 a 26. Poté co disk 20 uběhne předurčený úhel, kterýžto úhel vhodněji vyhovuje následující rovnici:

a = 360-a;

kde n je počet sloupců 2, disk 20 pokračuje v jeho otáčivém pohybu, jelikož nosný rám 3 vykonává nepřetržitý otáčivý pohyb. Nicméně, pohyb disku 21 je zastaven a disk je posunut rychle zpět ve směru šipky 35, takže otvory 29 a 30 jsou zarovnány s otvory 36 a 37 (Obr. 3). Poté, pomalejší otáčivý pohyb disku 20 je opět sledován diskem 21 až do doby, než se dosáhne výše popsaného úhlu, načež se opět odehrává natáčivý pohyb tohoto typu.

Jestliže je to vhodné, výše zmíněné otvory 29, 30, 33, 34 a 36, 37 mohou být štěrbinové konstrukce.

Mělo by být pochopeno, že tento způsob přerušování toku kapaliny je omezen na minimum, tudíž optimalizuje reakční dobu. Mimoto, zařízení může být relativně jednoduché konstrukce bez nutnosti dodatečných konstrukčních kroků.

.: .··. .·’. . 13*631/105 • · φ φφφφφ φ φ φ φ φφφφφφ φ φ φφ φφφφ

Je také možné bez větší překážky přeměnit nynějších zařízení, čímž by narostl jejich výkon.

Ačkoliv je předložený vynález popsán s odvoláním na jeho výhodná provedení, osobě obeznámené se stavem techniky by z uvedeného mělo být zřejmé, že je možné vytvořit jeho další četné modifikace, aniž by došlo k odchýlení se od podstaty tohoto vynálezu. Především, například, je mnoho variant konstrukce pro otočné spojení nebo ventil 6. Všechny takovéto varianty se považují za řešení spadající do nárokovaného rozsahu uvedeného v připojených patentových nárocích.

Claims (8)

1.

sloupců

Zařízení (1) (2) , skrze pro které upravovaní je vedena kapaliny obsahuje množství kapalina, uvedené sloupce jsou umístěny na společném otočném nosném ránu (3), a je opatřeno přívodními a vypouštěcími prostředky (18, 19) připojenými k otáčivému prvku (20), kterýžto otáčivý prvek v podstatě následuje pohyb nosného rámu, ve kterém je opatřený pomocný prvek (21), sledující pohyb otáčivého prvku přes (a) a je postupně posunut zpět, kde uvedený (21) a uvedený otáčivý prvek vymezený úhel pomocný prvek spolupůsobícími uvedený pomocný přívodem/odvodem přívod/odvod (20) jsou opatřeny uvedené kapaliny, tím, že určuj ícími připoj enými pohyb uvedeného prvku (20) .

otvory pro prvek (21) je opatřen propojením s nehybným (22, 23) uvedené kapaliny, vyznačující se opatřené senzorovými prostředky (22, 26), polohu otáčivého prvku nebo pomocného prvku a k uvedeným řídícím prostředkům (25) ovládajícím ie pomocného prvku nebo uvedeného otáčivého

2.

uvedený

Zařízení pomocný podle prvek ovládán uvedeným řízením (25) nároku 1, obsahuj e vyznačující se elektromotor (14), tím, že který je

3. Zařízení podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že pohon uvedeného otáčivého prvku zahrnuje nepřetržitý pohon.

4. Zařízení podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že uvedený přívod/odvod (22, 23) pro uvedenou kapalinu k uvedenému pomocnému prvku obsahuje pružnou hadici.

5. Zařízení podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že je opatřené senzorovými prostředky (24, 26), které určují jak polohu otáčivého prvku, tak i pomocného prvku a jsou připojené k řídícím prostředkům (25), které mají vliv na pohyb uvedených pomocných prostředků nebo nosného rámu (3).

6. Zařízení podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že uvedené prostředky (6) ventilu jsou připojeny k uvedenému rámu (3).

7. Zařízení podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že uvedené prostředky (6) ventilu jsou umístěny pod uvedenými sloupci (2) .

·: ·”: :“:ϊ*3*^3ΐ/ιο5 • 4 4 4 4»«

4 4 4 4 4 4 • 4 4 4 4 4 » 44 44

8. Zařízení podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že uvedený vymezený úhel (a) se stanovuje na základě následující rovnice: α = 360°/n, kde n je počet sloupců na nosném rámu (3).