DE1916837C3 - Einrichtung zum Verteilen oder Absaugen von Flüssigkeit - Google Patents

Description

öffnungen sind ziemlich groß, und eine Umkehr der Ourchflußrichiung isl deshalb nicht möglich, da sonst das Ionenaustauschharz durch diese Öffnungen hinausgespült würde oder diese Öffnungen verstopfen würde.

Ferner zeigt die GB-PS 6 2b4J3 einen lonenauslauschbehälter mit einem Einlaß- und einem AuslalJfiltcr. Letzteres ist von einem .{ohr umgeben, das mit Perforationen versehen ist. Diese Perforationen sollen so klein sein, daß sie den Durchtritt von lonenausiauseherkrisiallen verhindern, jedoch das Wusser durchtreten lassen. Eine solche Konstruktion ist sehr aufwendig und kann zu dem wirtschaftlich nur in kurzen Längen hergestellt werden, was den FUissigkeitsdurchsat/ Mark begrenzt.

Ein Filter für Kühlmittel von Schleifmaschinen ist bckanntgeworden aus der US-PS 27 44 636. Dieses ^Pilter verwendet übereinander zwei identische Filterrohre aus Drahtgewebe aus Monelmctall, die um ein gelochtes Rohr herum und mit erheblichem Abstand von diesem angeordnet sind. Diese Filter sind freitragend an geordnet und können daher keine wesentlichen mechanischen Belastungen aufnehmen. Auch erfordern sie sehr viel Raum.

Ein Bohrfilterrohr ist bekannt aus der US-PS 23 88 640. Mit diesem Rohr soll zunächst ein Loch gebohrt und dann Wasser aus dem Loch abgesaugt werden. Das Rohr hat hierzu seilliche Löcher, und um das Rohr herum verlauft eine spiralig aufgewickelte Asbestschnur. Auf dieser Asbestlage werden dann ü'berein.inder zwei Filtergewebe mittels Festnageins und Löten befestigt. Ersichtlich kann bei dieser Konstruktion die Asbestschnur nicht verhindern, daß bei Druck von außen das Filtergewebe in die Löcher des Rohres hineingepreßt wird und deren Durchirittsquerschniti und damit den Flüssigkeitsdurchsatz verändert.

Schließlich kennt man aus der GB-PS 6 98 751 ein Filterrohr, bei dem außen am Rohr acht Längsrippen in Winkelabständen von je 45^J vorgesehen sind und auf diesen Längsrippen ein dichtgeschlagencs Filtertuch aus stark verdrillten Nylonfäden od. dgl. mittels Schrattben befestigt wird. Fine solche Anordnung ist sehr aufwendig in der Herstellung.

Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, eine vorzugsweise für lonenaustauseheranlagen geeignete Anordnung zum Verteilen oder Absaugen von Flüssigkeit zu schaffen, welche preiswert herstellbar, robust und haltbar ist und welche einen gleichmäßigen Durchfluß durch ihre einzelnen Durchbrechungen gewährleistet.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebenen Konstruktionen Mcrkma-Ie gelöst. Einbuchtungen und Durchbrechungen sind mit einfachen Mitteln der Massenfertigung preiswert und mit der erforderlichen Genauigkeit herstellbar. Die biegesteifen Stäbe dienen als Abslandshalter und halten das feine Gitter in einem gena'i definierten Abstand SS von den Durchbrechungen, und dies auch bei Einwirkung erheblicher mechanischer Kräfte auf das feine Gitter. Außerdem können bei einer solchen Konstruktion Grobgilter und Feingittcr wie ein Strcnpf auf das Rohr aulgezogen werden, d. h. das aus dem Stand der Technik für die Gitterbefestigung bekannte Nageln. Schrauben und Löten entfällt vollständig, so daß bei Bedarf Grob- und Feingittcr auch leicht zur Reinigung abgez.ogen und anschließend wieder aufgebracht werden können, wenn das gewünscht wird. Außerdem ist ^(<> ersichtlich eine Durchströmung einer erfindungsgema ßen Anordnung in beiden Richtungen ohne weiteres möglich, und die erfindungsgemäße Einrichtung isi sehr kompakt.

Zur Erleichterung des Gegenstrombetriebs ohne Zuhilfenahme zusätzlicher Flüssigkeitslciiungcn für diesen Zweck geht man nach einem weiteren Merkmal der Erfindung so vor. daß mindestens ein das Rohr umgebendes elastisches Band vorgesehen ist, welches in seinem Ruhezustand eine oder mehrere Öffnungen verschließt und unter der Wirkung eines im Rohrinneren wirkenden Überdrucks von seinem Sitz abhebt und die zugeordnete Öffnung oder Öffnungen freigibt. Das elastische Band wirkt dabei wie ein Rückschlagventil und gibt für den Gegenstrombetrieb zusätzlichen Durchirittsquerschnitt frei, so daß der Gegenstrombetrieb beschleunigt wird. Dabei kann die unter dem elastischen Band liegende Öffnung mit Vorteil größer sein als mindestens ein Teil der übrigen Öffnungen des Rohres.

Eine sehr einfache Konstruktion ergibt sich nach einem weiteren Merkmal der Erfindung dadurch, daß die ersten und die zweiten Stäbe aus einem Kunststoff ausgebildet sind. Eine solche Anordnung läßt sich sehr leicht herstellen und ist in hohem Maße korrosionsbeständig.

Wie eingangs gezeigt wurde, werden Einrichtungen zum Verteilen oder Absaugen von Flüssigkeiten auf den verschiedensten Gebieten der Technik benötigt. Auch die erfindungsgemäße Einrichtung ist auf vielen Gebieten der Verfahrenstechnik gewerblich verwertbar.

In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung für den Fall der Anwendung in einem Behälter /um Regenerieren von lonenauvauscherhar/ dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine Vorderansicht einer Einrichtung zinn ionenaustausch, bei welcher die vorliegende Erfindung verwendbar ist.

F i g. 2 einen vergrößerten Längsschnitt durch den unleren Teil der Einrichtung nach !-" i g. 1.

F i g. 3 eine perspektivische Darstellung eines Teils einer Einrichtung nach einem ersten ^usl'ührungsbeispiel, bei der Teile der Einrichtung zum besseren Verständnis aufgeschnitten dargestellt sind.

Fig.4 einen vergrößerten Querschnitt durch die Einrichtung nach dem ersten Ausführungsbeispiel, gesehen längs der Linie 4-4 der F i g. 3, und

F i g. 5 einen Längsschnitt durch eine Einrichtung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel.

Die F i g. 1 und 2 zeigen eine Einrichtung t, bei der die vorliegende Erfindung verwendet werden kann. Die Einrichtung t weist einen Behälter 2 auf: eine Zuführleitung 3 für Ionenaustauscher steht an der untersten Stelle seines tellerförmigen Bodens mit dem Inneren des Behälters 2 in Verbindung, und ein ringförmiges Verteilerrohr 4 umgibt die Leitung 3 und isl am Boden des Behälters 2 angeordnet, um unter Druck stehende, für das Verfahren benötigte Flüssigkeit über ein Verbindungsrohr 5 und ein Steuerventil 6 dem Behälter 2 zu- und von diesem abzuführen. Eine Pumpeinrichumg 7 steht an seinem oberen Teil in Verbindung mit dem Behälter 2, um Behandlungsflüssigkellen zu dem Ionenaustauscher im Behälter zu pumpen. Der Behälter 2 kann zur Atmosphäre hin geöffnet sein: er kann aber auch mit einem (nicht dargestellten) Deckel verseilen sein, um das Innere des Behälters abzudichten, so daß ilie EinrichtuMj! 1 mit einem Druck betrieben werden kann, der gleich oder größer als der atmosphärische Druck ist. Eine Zweiwegepumpe (nicht dargestellt) pumpt über ein Rohr 8 die Flüssigkeit unter Drtr:k in die Ringleitung 4 oder aus ihr heraus. Das Verbin-

dungsrohr 5 erstreck! sich durch eine Öffnung im Bo den des Behälters 2 in dessen Inneres und isi dort mil einer zum Verteilen von Flüssigkeiten bestimmten Leitung 30 verbunden, die sich längs des Bodens des Behälters 2 erstreckt, um unter Druck stehende llüssigkeiten dem im Behälter 2 enthaltenen M;iicri;il z.uziiführen, das behandelt werden soll. Normalerweise steht eine Mehrzahl von Verbindungsrohren und llüssigkeitsvcrlcilerlciuingcn 30 in Verbindung mit dem Verteilerrohr 4. aber der Übersichtlichkeil halber ist in der Zeichnung nur ein Verbindimgsrohr und eine llüssigkeitsvcrteilerleiuing 30 dargestellt.

Das verbrauchte Harz wird aus einem nicht dargestellten lonenauslauschcrapparat über die Zuführleitung 3 in den verschlossenen Behälter 2 eingebracht. Der erste Schritt bei der Regenerierung ist das Behandeln im Gegenstrom. Um das Durchlaufen der Regcnericrflüssigkeii durch das Harz zu ermöglichen, wird zum schnellen Auseinanderbrechen des klebrigen Harzes nach dem Öffnen des Ventils 6 eine Nüssigkeii. z. B. unter hohem Druck stehendes Wasser, über das Rohr 8. das Verteilerrohr 4. die Rohre 5 und die Verteilerleitun gen 30 zum Harz im Behälter 1 gepumpt. Das Wasser fließt aufwärts im Gegensirom durch das Harz und durch einen nicht dargestellten Auslaß oder die I-inrichtung 7 aus dem Behälter 2 heraus. Danach tritt die unter Druck stehende Regenerierflüssigkeil über die Pumpe 7 oberhalb der Harzfülliing in den Behälter 2 ein. Die Regenerierl'liissigkeit kann dann nach unten durch die Harzfüllung laufen und diese regenerieren. Dann fließt sie über die Zuflußleitungen 30. die Verbindungsrohrc 5. das Verteilerrohr 4 und über das Rohr 8 aus dem Behälter 2 hinaus.

Wie in den F i g. 3 und 4 dargestellt, weist die FRissigkeitsverteilerlcitung 30 ein Zuluhrrohr 32 auf. das seiner Länge nach mit einer Serie von hiniereinandcrliegcndcn Löchern 34 versehen ist. und dessen freies Ende mit einem (nicht dargestellten) abnehmbaren Verschluß versehen ist. Line grobmaschige netzartige Umhüllung oder Geflecht 36 umgibt das Rohr 32. und eine äußere feinmaschige Umhüllung oder Geflecht 38 umgibt die innere Umhüllung 36. Die äußere Umhüllung 38 ist aus einem Gewebe oder einem anderen feinmaschigen Material gebildet. Die Löcher 34 liegen jeweils an den tiefsten .Stellen von Vertiefungen oder l'.inbuchtungcn 39. welche im Rohr 2 vorgesehen sind.

Die feinmaschige äußere Umhüllung 38 hat ein feineres Geflecht ais die innere Umhüllung 36 und kann aus einem Gewebe oder einem feinmaschigen Drahtnetz bestehen. Vorzugsweise wird die äußere Umhüllung aus einem einfädigen Polypropylen hergestellt, das in geeigneter Weise zu einer Schlauchform verwoben ist. Die äußere Umhüllung 38 paßt eng um die innere Umhüllung 36. ist aber genügend locker, um ein leichtes Entfernen zum Zwecke der Wartung zu ermöglichen. Die Umhüllung 38 hindert die Harzkörner daran, in die Löcher 34 des Rohres 32 einzudringen und trägt auch dazu bei, die aus dem Rohr 32 austretende Flüssigkeit zu verteilen.

Die innere Umhüllung 36 ist /ylindcrförmig und besteht aus einem Plastikmatcrial. /.. B. Polyäthylen. Sie weist eine Mehrzahl von parallelen, mit Abstand voneinander angeordneten zylindrischen Stäben 40 zur Anlage gegen die Außenseite des Rohres 32 auf. sowie eine Mehrzahl von quer dazu verlaufenden, mit Abstand voneinander angeordneten, parallelen zylindrischen Stäben 42. die die gegen das Rohr 32 anliegenden Stabe 40 miteinander verbinden und mit diesen ein nahtloses, schlauchförmiges Gitter oiler Geflecht bilden. |e nach der relativen Lage der Umhüllung 36 und der Löcher 34 im Rohr 32 können die gegen d,is Rohr anliegenden Stäbe 40 über einige der Löcher 54 zu liegen kommen. Da jedoch diese Stäbe 30 zylindrisch geformt sind, blockieren sie nicht etwa diese Löcher, sondern dienen als Prallwände zur gleichmäßigen Verteilung der aus den Löchern 34 strömenden Flüssigkeil und verhindern ein Blockieren der Löcher 34 durch die

ίο Gewebcumhüllung 38, indem sie diese im Absland vom Rohr 32 hallen. Die Umhüllung 36 ist genügend locker, um sie für Warlungszwecke leicht \om Rohr 32 abziehen zu können.

Im Betrieb wird unter Druck siehende Flüssigkeit

is über das Verteilerrohr 4 und die l.eiiung 30 in ilen Behälter 2 eingeleitet, so daß die Flüssigkeit son den Lochern 34 ausgehend durch die Öffnungen in der grobmaschigen Umhüllung 36 und von dort durch die Öflnungen in der feinmaschigen Umhüllung 38 verteilt

2-ci wird, wodurch die Flüssigkeit gleichmäßig zu dem im Behälter zu behandelnden Material verleih wird.

F i g. 5 zeigt ein zweites Ausführuiigsbeispiel einer erfindungsgemäßen FHis"-'gkeitsverteilerleiiung. die hier mit 50 bezeichnet ist. Diese einhält als llauptbe-

2S standteil ein Zufuhrrohr 52 mil hiniereinanderliegenden Löchern 54, eine grobmaschige Umhüllung 56. die das Rohr 52 umgibt, und eine feinmaschige äußere I umhüllung 58 aus einem Gewebe oder sonstigen feinmaschigen Material, die die innere Umhüllung 56 umgibt.

Das Rohr 52 ist gewellt und hat lorusförmige Ringwülste 61 und Vertiefungen 111 Form \on Ringnuten 63. Ringwülste 61 und Ringnuten 63 wechseln sich gegenseitig ab. Die Löcher 54 liegen an der innersten Stelle der Nuten 63, so daß die Nuten 63 dieselbe Funktion haben wie die F.inbuchtungen 39 in der Flüssigkeit erleilcrlcitung 30. Die grobmaschige, nahtlose I linh\'.!lung 56 und die äußere Umhüllung 58 können gleich aufgebaut sein wie die entsprechenden Umhüllungen 36 und 38 der Leitung 30 und die gleiche Funktion erfüllen wie diese.

Wie in F i g. 5 dargestellt, weist die l.eiiung 50 außerdem größere Löcher bzw. Öffnungen 65 an ilen innersten Stellen von einigen der Nuten 63 im Rohr 52 auf: ein elastisches Band. z. B. ein O-Ring 67 aus einem Polychloropren-Kaulschuk wie er am Anmeidelag unter der Bezeichnung »NEOPREN« (eingetragenes Warenzeichen) im Handel war. umgibt das Rohr 52 jeweils über den größeren Löchern 65 und liegt zwischen der inneren Umhüllung 56 und dem Rohr 52 an der Nut. die eines oder mehrere der größeren Löcher 65 aufweist, wodurch der O-Ring 67 als Rückschlagventil dient. Wie in F i g. 5 dargestellt, können zwei oder mehr O-Ringe 67 vorhanden sein, aber selbstverständlich können je nach den Besonderheiten des Anwendungsfalles mehr oder weniger als zwei O-Ringe vorhanden sein. Der O-Ring kann aus Gummi oder einem anderen ähnlichen gummielastischen Stoff bestehen, der mit den beim Verfahren benutzten Stoffen und Flüssigkeiten nicht reagiert.

Während des Regenerierprozesses liegt der O-Ring 67 in seinem ungedchnten Zustand dicht am Rohr 52. um die größeren Löcher 65 abzudichten und die Re generierflüssigkeit nur durch die kleineren !.ocher 54 eintreten zu lassen. Er weist dann einen Abstand zur ⁶S nächstliegendcn Innenseite der inneren Umhüllung 56 auf. Während der GcgenstromVerfiihrenssiiifc bewirkt die flüssigkeit. z.B. Druck«asser, daß sich der Teil des O Ringes 67 nahe dem größeren loch 65

d dabei vom Loch 65 im Raum /wischen dem ehe Lage zurück in seinen Sil/. in der Nut 63 über den

und der Innenseite der Umhüllung 56 abhebt, das Druckwasser sowohl aus den größeren 65 wie auch aus den kleineren Löchern 54 der 50 ausströmen kann. Hört das Wasser zu flicso schnappt der O-Ring 67 in seine uisprüngligrößeren Löchern 65 und dichtet diese so ab. Die Nut 63 dient als Führung, so daß der O-Ring 67 nach jeder Gegcnstrom-Vcrfahrenssiufe in seine ursprüngliche Lage zurückkehrt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Verteilen oder Absaugen von Flüssigkeit, mit an einem Rohr hintereinander in einer Reihe angeordneten Durchbrechungen, wobei um das Rohr herum ein grobes Gitter oder Geflecht und ein durch das grobe Gitter im Abstand von den Durchbrechungen gehaltenes feines Gitter oder Geflecht angeordnet ist und das grobe Gitter eine Anzahl paralleler, gegen die Außenseite des Rohres anliegender und sich über mindestens eine Durchbrechung erstreckender erster länglicher Elemente aufweist, die durch eine Anzahl quer zu den ersten Elementen und parallel zueinander verlaufender zweiter länglicher Elemente miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand des Rohres (32; 52) Einbuchtungen oder Vertiefungen (39; 63) aufweist, an deren jeweils tiefsten Stellen die Durchbrechungen (34; 54, 65) vorgesehen sind, und daß die ersten und zweiten länglichen Elemente als zylindrische Stäbe (40, 42) ausgebildet sind, wobei sich die zweiten Stäbe (42) über der von den ersten Stäben (40) gebildeten Schicht oder Lage erstrecken und zusammen mit diesen einen nahtlosen Schlauch bilden, und daß die Stäbe (40, 42) biegesteil ausgebildet sind und mindestens im Bereich der Durchbrechungen (34; 54, 65) das feine Gitter (38) in einem vorgegebenen Mindestabstand von den Durchbrechungen halten.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbuchtungen oder Vertiefungen in Form von Ringnuten (63) ausgebildet sind.

3 Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein das Rohr (52) umgebendes elastisches Band (67) vorgesehen ist, welches in seinem Ruhezustand eine oder mehrere öffnungen (65) verschließt und unter der Wirkung eines im Rohrinneren wirkenden Überdrucks von seinem Sitz abhebt und die zugeordnete öffnung 4" oder öffnungen (65) freigibt.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Band als in einer Ringnut (63) angeordneter O-Ring (67) ausgebildet ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die unter einem elastischen Band liegende öffnung oder Öffnungen (65) jeweils größer ist bzw. sind als mindestens ein Teil der übrigen öffnungen (54) dieses Ronres (52).

b. Einrichtung nach mindestens einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und die zweiten Stäbe (40 und 42) aus einem Kunststoff ausgebildet sind.

7. Einrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das feine Gitter oder Geflecht (38; 58) als aus einfädigem Polypropylen gewobener Schlauch ivsgebildet ist.

8. Verwendung einer Einrichtung nach mindestcns einem der vorhergehenden Ansprüche zur Flüssigkeitszu- oder -abführung in einem lonenaustauschbchälter (2), wobei die Einrichtung mindestens teilweise in das Ionenaustauschharz eingebettet ist.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Verteilen oder Absaugen von Flüssigkeit, mit an einem Rohr hintereinander in einer Reihe angeordneten Durchbrechungen, wobei um das Rohr herum ein grobes Gitter oder Geflecht und ein durch das grobe Gitter im Abstand von den Durchbrechungen gehaltenes feines Gitter oder Geflecht angeordnet ist und das grobe Gitter eine Anhahl paralleler, gegen die Außenseite des Rohres anliegender und sich über mindestens eine Durchbrechung erstreckender erster länglicher Elemente aulweist, die durch eine Anzahl quer zu den ersten Elementen und parallel zueinander verlaufender zweiter länglicher Elemente miteinander verbunden sind.

Eine Einrichtung dieser Art ist bekannt aus der FR-PS 7 59 090. Diese zeigt bei einem Ansaugrohr für eine Brunnenbohrung die Verbindung eines groben Gitters aus relativ dünnem galvanisiertem Eisendrahi und um dieses Gitter herum eines feinen Filtcrgellechtes. das auf einer Seite mittels einer Längsnaht verlötet ist. Dabei wird das Feinfilter hauptsächlich durch die Knoten des groben Gitters in einem Abstand von etwa 6 mm von diesem und damit von den Bohrungen des Rohres gehalten. Die Abstützung des äußeren Gitters ist hier also im wesentlichen punktförmig, d. h. bei einer starken mechanischen Belastung des äußeren Cutters. z. B. durcn hohe Druckunterschiede beim Saugen, kann dieses zwischen seinen punktförmigen Absatzstellen eingedrückt werden und damit /u einer wesentlichen Veränderung der Strömungsverhältnissc an den einzelnen öffnungen des Rohres führen.

Man kennt ferner aus dem Stand der Technik eine Vielzahl von Rohrkonslruktietu-n fm Verteil- oder Absaugzwecke.

So zeigt die US-PS 31 89 181 eine Leitung fur einen lonenaustauschbehälter, welche aus einem PVC-Rohr besteht, an dessen Unterseite Schlitze vorgesehen sind. Diese Schlitze sind von einer feinmaschigen Umhüllung aus rostfreiem Stahl umgeben, welche in Längsnuten des Rohres durch Wärmeschweißen befestigt isi. Eine solche Konstruktion ist sehr teuer in der Herstellung, und infolge der ständigen mechanischen beanspruchungen ist es unvermeidlich, daß diese Umhüllung zumindest an einigen Stellen verbogen wird und dann die Schlitze des Rohres zumindest teilweise blockiert. Auch besteht bei einer Strömung aus dem Rohr heraus immer die Gefahr, daß der Druckabfall an der feinmaschigen Umhüllung so groß wird, daß diese aus ihrer Verankerung am Rohr herausgerissen wird, wodurch das Rohr — gegebenenfalls ohne daß dies der Benutzer überhaupt merkt — unbrauchbar wird.

Aus der US-PS 26 81 148 kennt man ein rohrformiges Auslaßfilter für einen Wasscraufbercitungsapparal. und zwar ist dort am freien Ende des Auslaßrohres mittels einer Schelle ein an seinein Ende abgeschlossener Schlauch aus Drahtgewebe aufgebracht, der durch eine Schraubenfeder gespannt gehalten wird. I hu den Schlauch herum ist ein Filtertuch angeordnet, das aus 90% PVC und 10% Vinylazetai besteht. Der Vorteil dieser Anordnung soll in einer gewissen Nachgiebigkeit bestehen, doch ist ersichtlich, daß sich das Filtertuch in vielen Fällen sehr schnell zusetzen wird, so daß ein solches Filter häufig ausgetauscht werden muß und seine Durchlaßmenge starken Schwankungen unterworfen ist, was bei vielen Anwendungsfällcn unerwünscht oder sogar unzulässig ist.

Die US-PS 32 00 067 zeigt einen loncnaustauschbehälier. an dessen Unterseite Einlaßrohre mit daran vorgesehenen seitlichen öffnungen vorgesehen sind. Diese