DE2360086B2 - Pulsator fuer chemische trenneinrichtungen - Google Patents

Pulsator fuer chemische trenneinrichtungen

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DE2360086B2 DE19732360086 DE2360086A DE2360086B2 DE 2360086 B2 DE2360086 B2 DE 2360086B2 DE 19732360086 DE19732360086 DE 19732360086 DE 2360086 A DE2360086 A DE 2360086A DE 2360086 B2 DE2360086 B2 DE 2360086B2
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Dieter Dipl.-Ing. 7417 Urach Weigle
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Wepuko-Hydraulik Gmbh, 7418 Metzingen
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D11/00Solvent extraction
    • B01D11/04Solvent extraction of solutions which are liquid
    • B01D11/0426Counter-current multistage extraction towers in a vertical or sloping position
    • B01D11/0438Counter-current multistage extraction towers in a vertical or sloping position comprising vibrating mechanisms, electromagnetic radiations

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Description

3. Pulsator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Ventileinrichtung ein Druckregeloder Druckverhältnisventil (23) vorgesehen ist, um die Gaszufuhr in den Gasraum (20) in Abhängigkeit vom Druck in der Trenneinrichtung zu steuern.
4. Pulsator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Ventileinrichtung ein in der Flüssigkeitskammer (16) angeordnetes Schwimmerventil (29) zur Steuerung der Gaszufuhr in den Gasraum (20) in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsstand
in der Flüssigkeitskammer (16) vorgesehen ist.
5. Pulsator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß die Flüssigkeitskammer (16) als Ringkammer ausgebildet ist und daß konzentrisch zu dieser Ringkammer ein doppelt wirkender hydraulischer Antriebszylinder (19) angeordnet ist dessen Kolbenstange (17) in den Gasrauin (20) ragt und mit dem Pulsationskolben (14) verbunden ist.
6. Pulsator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasraum (20) an seiner tiefsten Stelle mit einer zu einem Schwimmerabscheider (28) führenden, absperrbaren Auslaßleitung (27) versehen ist.
7. Pulsator nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet daß der Flüssigkeitsraum (16) an seiner tiefsten Stelle mit einer absperrbaren Flüssigkeitszu- und -ableitung (26) versehen ist.
Die Erfindung betrifft einen Pulsator für chemische Trenneinrichtungen, mit einem hin- und herbewegten, unmittelbar auf das Medium einwirkenden, in Führungsbüchsen gelagerten Pulsationskolben.
Pulsatoren bewirken in chemischen Trenneinrichtungen eine kontinuierliche Flüssig-Flüssig-Fxtraktion in einem säulenförmigen Flüssigkeitsbehälter, durch welchen ein Flüssigkeitsgemisch hindurchgeleitet wird. Dabei kann der Flüssigkeitsbehälter mit eingebauten Siebboden versehen sein.
Es ist bereits ein Pulsator für chemische Trer.neinrichtungen bekannt (US-PS 37 23 069), bei welchem vor und hinter dem Pulsationskolben ein Gaspolster vorgesehen ist, dessen Volumen verändert werden kann. Dadurch wird bei gleichbleibendem Pulsationskolbenhub der Flüssiekeitshub in der Trenneinrichtung also die KStog, verändert Solche PulsauoraemnchttS, die über Gaspolster auf die zu beeinflussende Sigkeit einwirken, haben ««besondere den Nachted, daßSe U-Rohrverbindung zwischen dem Fluss.gke.ts-Süter und dem Gaspolsterraum zwingend erforder-Kch ist weil sich sonst das Gaspolster vor dem Kolben Stab*» kann. Bei der Druckübertragung über die U Rohrverbindung sind Uistungsverluste unverme.d-Hc£ Außerdem wird durch die ^-Rohrverbindung die Charakteristik der Druckimpulse beeinflußt d.e .m Behälter der Trenneinrichtung zur Wirkung kommea Bei der bekannten Einrichtung machen sich auch Eigenschwingungen des U-förm.gen Verb.ndungsrohres bemerkbar, welche die Form der zur Wirkung «langenden Druckimpulse mit beeinflussen. Ein weiterer Nachteil ist die Kompressibilität des vor dem Pulsationskolben angeordneten Gaspolsters. d.e s.ch negativ auf die Flankensteilheit der zur Übertragung anlangenden Impulse auswirkt
g B isVauch bereits bekannt (DT-OS 2135 818), Pulsationskolben über eine Verbindungsrohrleitung oder unmittelbar auf die in der chemischen Trenneinrichtung befindliche Flüssigkeit einwirken zu lassen. Die Bewegung des Pulsationskolbens wird dabe. überwiegend durch einen am Pulsationskolben angreifenden Kurbeltrieb bewirkt. Zur Abdichtung der Kolben werden Dichtungsringe oder Dichtungsmanschetten verwendet die in Reibungsberührung mit dem pulsierenden Kolben stehen. Diese Dichtungsmittel haben den Nachteil daß sie einer Abnutzung unterworfen sind und mit der Zeit eine stärkere Leckage von Flüssigke.t aus der chemischen Trennkolonne ergeben. Bei aggressiven oder giftigen Flüssigkeiten muß jedoch eine Leckage unbedingt vermieden werden. Ein weiterer Nachteil der Dichtungsorgane besteht darin, daß sie Pulsationen höherer Frequenz durch die Reibungsberührung m.t dem Kolben erschweren und beeinträchtigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Pulsator zu schaffen, der unter Vermeidung der vorstehend genannten Nachteile bekannter Pulsatoren in seiner Bewegung nicht durch starke Reibungskräfte gestört wird und der hermetisch abgedichtet ist, so daß keine Leckflüssigkeit nach außen dringen kann.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Pulsator der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß auf der Rückseite des Kolbens ein nach außen abgeschlossener Gasraum ausgebildet ist, der über eine Ventileinrichtung mit einer Druckgasleitung verbunden ist und ein einen Gegendruck erzeugendes Gaspolster zur hermetischen Abdichtung des Puisationskolbens bildet. Durch dieses Gaspolster läßt sich eine hermetische Abdichtung des Kolbens unter Vermeidung von Dichtungsringen und Dichtungsmanschetten erzielen. Der Pulsationskolben kann also in seinen Führungsbüchsen ohne die von Dichtungsringen oder Dichtungsmanschetten ausgeübten störenden Reibungskräfte ungestört schwingen. Der erfindungsgemäß ausgebildete Pulsator hat den weiteren Vorteil, daß keine Verzerrung der Impulscharakteristik durch Zwischenglieder auftreten kann. Dieser Vorteil kommt insbesondere bei hydraulisch betriebenen Pulsationskolben zur Wirkung, wo die Impulscharakteristik durch eine zeitliche Steuerung der dem Hydraulikzylinder zugeführten Flüssigkeitsmenge in sehr weiten Grenzen beeinflußt werden kann.
Zweckmäßig kann der Pulsationskolben in an sich bekannter Weise als rückseitig offener Hohlzylinder
ausgebildet sein, dessen ÖHnungsrand in eine nach außen abgeschlossene und zum Gasraum hin geöffnete Flüssigkekskammer hineinragt, die zur Aufnahme von !,eck- oder Spülflüssigkeit dient Bei der Behandlung nicht aggr essiver Flüssigkeiten kann in der Flüssigkeit*- kammer Leckflüssigkeit vorgesehen sein. Bei aggressiven Flüssigkeiten wird jedoch ein neutrales Spülmittel verwendet Das Flüssigkeitsbad in der Flüssigkeitskammer steht in jedem Falle unter dem D.uck des Gaspolsters, der durch eine Gaszufuhr in den Gasraum in Abhängigkeit vom Druck in der Trenneinrichtung mittels eines Druckregel- oder Druckverhältnisventils gesteuert sein kann. Die Drucksteuerung in der Gaskammer kann aber auch mittels eines in der Flüssigkeitskammer angeordneten Schwimmerventüs bewirkt werden, das eine Gaszufuhr in den Gasraum in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsstand in der Flüssigkeitskammer steuert Das Gaspolster bewirkt daß keine Leckverluste am Pulsationskolben -uftreten, sondern die zwangsläufige Flüssigkeitswanderung im Lagerspalt des Kolbens bei dessen hin- und hergehender Bewegung in beiden Richtungen ausgeglichen wird. Durch eine entsprechende Druckeinstellung im Gaspolster kann aber auch erreicht werden, daß die Flüssigkeitsbewegung aus dem Flüssigkeitsraum in die chemische Trenneinrichtung hinein überwiegt, was bei aggressiven Behandlungsflüssigkeiten unter Verwendung eines neutralen Spülmittels in der Flüssigkeitskammer erforderlich ist. Zu diesem Zweck kann der Flüssigkeitsraum an seiner tiefsten Stelle mit einer absperrbaren Flüssigkeitszuleitung oder auch -ableitung versehen sein.
Mit dem Pulsator gemäß der Erfindung läßt sich dessen vollständige Abdichtung nach außen erzielen. Vorteilhafterweise wird die Flüssigkeitskammer als Ringkammer ausgebildet und konzentrisch zu dieser Ringkammer ein doppelt wirkender hydraulischer Antriebszylinder angeordnet, dessen Kolbenstange in den Gasraum ragt und mit dem Pulsatorkolben verbunden ist. Dadurch wird nicht nur eine kompakte Bauweise des Pulsators und ein besonders wirksamer Antrieb des Pulsationskolbens, sondern auch eine gute Abdichtung des Gasraumes nach außen erzieh, so daß im Gaspolster nur geringe Leckmengen aus der Druckgasleitung ersetzt werden müssen.
Zur Sicherheit kann an der tiefsten Stelle des Gasraumes eine zu einem Schwinimerabscheider führende, absperrbare Auslaßleitung angeschlossen sein, der bei einem ungewollten Flüssigkeitseintritt in den eigentlichen Gasraum ein geordnetes Abscheiden dieser Flüssigkeit erlaubt.
Nachfolgend werden in Verbindung mit der mehr oder weniger schematischen Zeichnung zwei Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäß ausgebildeten Pulsators näher beschrieben. Im einzelnen zeigt
F i g. 1 einen zentralen Querschnitt durch den Pulsationskolben und dessen Antriebsvorrichtung sowie die zur hermetischen Abdichtung vorgesehenen Vorrichtungsteile,
F i g. 2 ein gegenüber F i g. 1 unterschiedlich gesteuertes Ausführungsbeispiel eines Pulsators.
Die Figuren zeigen das untere Ende eines säulenförmigen Flüssigkeitsbehälters 10 einer chemischen Trenneinrichtung, das in einen Zylinderabschnitt 11 ausläuft, in welchem zwei Führungsbüchsen 12 und 13 für einen Pulsationskolben 14 angeordnet sind. Der Pulsationskolben ist als einseitig offener Hohlzylinder ausgebildet, der mit seinem vom Innenraum 15 des Behälters 10 abgewandten offenen Ende 141 in eine Flüssigkeitsringkammer 16 eintaucht Der Pulsationskolben 14 ist mit der Kolbenstange 17 eines Antriebskolbens 18 eines doppeltwirkenden hydraulischen Antriebszylinders 19 fest verbunden, dessen Zyünderkammern über nicht dargestellte Anschlußleitungen mit einer umsteuerbaren Hydraulikpumpe mit verstellbarer Fördermenge verbunden sind, die ebenfalls nicht dargestellt ist Der Pulsationskolben 14 könnte aber auch mit einem mechanischen Kurbeltrieb verbunden sein.
Der hydraulische Antriebszylinder 19 ist koaxial zum Zylinderabschnitt 11 des Flüssigkeitsbehälters 10 und konzentrisch zur Flüssigkeitsringkammer 16 angeordnet Auf der Innenseite des Pulsationskolbens 14 ist ein Gasraum 20 ausgebildet der zum Flüssigkeitsbehälter 10 hin durch den Pulsationskolben 14 und nach außen hin durch die Wandungen der Flüssigkeitsringkammer 16 und des Antriebszylinders 19 begrenzt ist, so daß der Gasraum 20 nach außen vollständig abgeschlossen ist Mit der Flüssigkeitsringkammer 16 kommuniziert der Gasraum über einen breiten Umfangsringspalt 21.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 ist der Gasraum 20 über eine Verbindungsleitung 22 und ein Druckregelventil 23 mit einer Druckgasleitung 24 verbunden. Wie durch eine gestrichelte Linie 25 angedeutet ist, wird das Druckregelventil 23 von dem im Flüssigkeitsbehälter 10 herrschenden Druck gesteuert so daß der Druck im Gasraum 20 immer an den Druck im Innenraum 15 des Flüssigkeitsbehälters 10 angepaßt ist Vorzugsweise wird Druckgleichheit angestrebt. Es kann aber auch ein leichter Überdruck im Gasraum 20 eingestellt werden, wenn beispielsweise in die Flüssigkeitsringkammer 16 ein Spülmittel eingefüllt ist, dessen Zufuhr über eine mit strichpunktierten Linien eingezeichnete Leitung 26 aufrechterhalten werden kann und das durch ein Hochsteigen entlang der Außenseite des Pulsationskolbens 14 das Austreten von Leckflüssigkeit aus dem Innenraum 15 des Flüssigkeitsbehälters 10 in die Flüssigkeitsringkammer 16 verhindern soll. Der Pulsationskolben ist nicht durch Dichtungsmanschetten oder Dichtungsringe abgedichtet, sondern gleitet ausschließlich auf den Führungsbüchsen 12 und 13. Eine zusätzliche Führung wird durch den Antriebskolben 18 im Antriebszylinder 19 erteilt.
Die Gaskammer 20 des dargestellten Pulsators kann über eine vom tiefsten Punkt dieser Kammer ausgehende und mit strichpunktierten Linien eingezeichnete Leitung 27 aus Sicherheitsgründen mit einem Schwimmerabscheider 28 verbunden sein, über welchen in ungewollter Weise in den Gasraum 20 aus der Flüssigkeitsringkammer 16 austretende Flüssigkeit gefahrlos abgesondert werden kann.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.2 wird die Druckgaszufuhr aus der Druckgasleitung 24 durch ein Schwimmerventil 29 in Abhängigkeit vom Stand des Flüssigkeitsspiegels 30 in der Flüssigkeitsringkammer 16 gesteuert. Die Schwimmerkugel 31 des Schwimmerventüs 29 ist mit einem ausreichend großen Eigengewicht versehen, so daß das Ventil ohne Schließfeder bei ausreichend niedrigem Stand des Flüssigkeitsspiegels 30 durch das Eigengewicht der Schwimmerkugel 31 geschlossen wird. In der Flüssigkeitsringkammer 16 kann beispielsweise Leckflüssigkeit vorhanden sein, die aus dem Behälterinnenraum 15 stammt. Sobald der Flüssigkeitsspiegel 30 eine vorgegebene Maximalhöhe übersteigt, öffnet das Schwimmerventil 29, und über eine Zuleitung 32 dringt Druckgas in die Flüssigkeitsringkammer 16 und den mit ihr kommunizierenden Gasraum 20 ein und erhöht den Druck im Gaspolster
23 60 08θΑ
des Pulsators. Dadurch wird bei der kontinuierlichen Auf- und Abbewegung des Pulsationskolbens 14 Leckflüssigkeit aus der Flüssigkeitsringkammer 16 zurück in den Innenraum 15 des Flüssigkeitsbehälters 10 verdrängt. Auch bei dieser Ausführungsform entfallen besondere Dichtungen am Umfang des Pulsationskolbens.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Pulsator für chemische Trenneinrichtungen, mit einem hin- und herbewegten, unmittelbar auf das Medium einwirkenden, in Führungsbüchsen gelagerten Pulsaiionskolben, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Rückseite des Pulsationskolbens (14) ein nach außen abgeschlossener Gtasraum (20) ausgebildet ist, der über eine Ventileinrichtung (23; 29) mit einer Druckgasleitung (24) verbunden ist und ein einen Gegendruck erzeugendes Gaspolster zur hermetischen Abdichtung des Pulsationskolbens (14) bildet
2. Pulsator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pulsationskolben (14) in an sich bekannter Weise als rückseitig offener Hohlzylinder ausgebildet ist, dessen Öffnungsrand (141) in eine nach außen abgeschlossene und zum Gasraum (20) hin geöffnete Flüssigkeitskammer (16) hineinragt. die zur Aufnahme von Leck- oder Spülflüssigkeit dient
DE19732360086 1973-12-03 Pulsator für chemische Trenneinrichtungen Expired DE2360086C3 (de)

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DE2360086A1 DE2360086A1 (de) 1975-06-05
DE2360086B2 true DE2360086B2 (de) 1977-03-10
DE2360086C3 DE2360086C3 (de) 1977-10-20

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