DE2419296A1 - Reinigungsvorrichtung fuer ein fluessigkeitsstroemungssystem mit einer rohrleitungsanlage - Google Patents

Description

. ·'·''·' ·-"" 22. April 1974

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OR. K. SChL.'iMANIv . ΐν-Λ-~ .-ιΓ·4<3. P, .JAKQ3 P 8071

DAIGEL LTD.

No. 8, 3-chome,- Kawara-cho, Higashi-ku, Osaka, Japan

Reinigungsvorrichtung für ein Flüssigkeitsströmungssystem mit einer Rohrleitungsanlage

Die Erfindung betrifft eine Reinigungsvorrichtung für ein Flüssigkeitsströmungssystem mit einer Rohrleitungsanlage, wobei die Reinigungsvorrichtung zur Säuberung der Innenflächen der Rohre, insbesondere -einer rohrförmigen seraipermeablen Membranbaugruppe dient.

Eine Verringerung der Trennfähigkeit von osmotischen Membra- \ nen, die durch die Ansammlung von Schlamm oder Ablagerungen auf den Innenflächen der Rohre bedingt ist, ist bei einer . solchen Filtration, Ultrafiltration und umgekehrten Osmose

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unvermeidbar. Um die ursprüngliche Trennfähigkeit der Membrane wieder zurückzugewinnen, ist ein Verfahren entwickelt v/Orden, bei welchem die Membraninnenfläche mittels eines Schwammballs o.dgl. sauber gescheuert und gereinigt wird. Es ist-jedoch sehr umständlich, ein Scheuer- und Reinigungsteil, wie z.B. einen Schwammball, in das Flüssigkeitsströmungssystem einzusetzen und nach der Reinigung der Meinbran in vorgeschriebenen Zeitintervallen von mehreren Minuten bis mehreren Stunden wieder herauszunehmen, während sich die Einrichtung im Betrieb befindet. .

Zur Vermeidung dieses Nachteils wurde bereits eine automatisch arbeitende Wascheinrichtung vorgeschlagen, in welcher wenigstens zwei Siebe in dem Flüssigkeitströmungssystem angeordnet sind, zwischen denen sich Schwammbälle befinden," so daß die Bälle automatisch intermittierend in Abhä-ngigkeit von der jeweiligen Stellung der Ventile, die in dem Rohrleitungssystem angeordnet sind, in dem System vor- und zurückbewegt werden, so dafl dadurch die Innenfläche der Rohre gereinigt wird (vgl. ältere US-Patentanmeldung Serial No. 282 449). Da jedoch die Bewegung der scheuernden und reinigenden Teile lediglich durch den dynamischen Druck der Flüssigkeitsströmung durch das Rohrleitungssystem hervorgerufen wird, ist ein fehlerfreier Betrieb nicht immer gewährleistet. ·

Die Erfindung besteht darin, daß die Rückhalteeinrichtung für die Körperteile, insbesondere für die Schwammbälle, ein Gehäuse aufweist, das an einem Ende zur Aufnahme der Körperteile aus dem Rohrleitungssystem oder zur Einleitung der Körperteile in das Rohrleitunassvsten offen und an dem gegen^- überliegenden Snde von einem Verschlußteil verschlossen ist, daß" parallel zum Gehäuse ein sich an das Gehäuse anschließen-

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der Kanal angeordnet ist, der die Flüssigkeit an dem Gehäuse vorbeileitet, daß das verschlossene· Ende des. Gehäuses mit einer Rückschlagventileinrichtung ausgestattet ist, welche in Abhängigkeit von der S trömungs richtung der Flüssigkeit durch das Rohrleitungssystem steuerbar und zwischen zwei Stellungen verschiebbar ist, wobei in der einen Stellung die in das Rohrleitungssystem eintretende Flüssigkeit im wesentlichen ungehindert durch das durchlässige Verschlußteil und das Gehäuse hindurchfließt und das oder die Körperteile durch das Rohrleitungssystem hindurchdrückt und wobei in der anderen Stellung die aus dem Rohrleitungssystem austretende Flüssigkeit in das Gehäuse und dann durch den Kanal und die Rückschlagventileinrichtung hindurchströitit.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin -zeigern

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den hülsenförmigen Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig.2 eine perspektivische Ansicht des in-dem hülsenförmigen Einsatz nach Fig.l verwendeten Rückschlagventiles; ,

Fig.3 eine schematische Darstellung des Gesamtströmungsmittelsystems;

Fig.4 eine schematische Stirnseitenansicht verschiedener poröser Verschlußteile und

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einiger Rückschlagventile.

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Scheuern und Reinigen von Rohrsystemen, wie z.B. zum Reinigen der Innenfläche öder Oberfläche einer rohrförmig ausgebildeten osmotischen, semipermeablen Membran in einem Flüssigkeitsbehandlungssystem o.dgl., bei welchem die Wirkung des Druckes der umgekehrten Osmose Anwendung findet, wobei ein oder mehrere scheuernde und reinigende Teile in dem Rohrsystem hin- und herbewegt werden, z.B. vor und zurück, um das Rohrsystem zu reinigen.

In der Fig. 1 ist zu erkennen, daß ein Gehäuse 4 vorgesehen ist, das als Einsatzpatrone oder Behälter zur Aufnahme der scheuernden und reinigenden Teile 1 dient. Das Gehäuse 4 ist zur rechten Seite hin offen und läßt sich an dieser Seite an das Rohrsystem 12 anschließen, so daß sich die Teile 1 von dem Gehäuse durch das Rohrsystem hindurch und wieder zurückbewegen können. Am linken Ende weist das Gehäuse 4 ein fest angeordnetes poröses Verschlußteil 7 auf, welches die Flüssigkeit zwar durchläßt, jedoch dan Durchgang der scheuernden und reinigenden Teile 1 verhindert. Das Gehäuse 4 ist innerhalb eines Gehäuses 8 angeordnet und von diesem durch einen ringförmigen Kanal 6 getrennt, welcher das Gehäuse 4 umgibt. Der Kanal 6 erstreckt sich von dem Bereich des rechten Endes des Gehäuses 4 bis hinter das Verschlußteil 7. Ein Rohr 20 erstreckt sich in Axialrichtung von dem Verschlußteil 7 bis in einen Anschlußflansch 21 hinein, der am linken Ende des Gehäuses 8 befestigt ist. Das Rohr 20 ist mit Löchern 5 ausgestattet, so daß die Flüssigkeit von den Anschlußflansch 21 in den Kanal 6 hineinströmen kann und umgekehrt. In dem Rohr 20 ist ein Rückschlagventil 3 gleitend gelagert, welches die in dem Rohr 20 angeordneten Löcher 5 öffnet und schließt. Das Rückschlagventil 3 wird durch die Umkehrung der Strömungsrichtung durch das Ge-

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häuse 8 automatisch geöffnet und geschlossen, wie dies noch nachfolgend beschrieben wird.

Ein oder mehrere sphärische elastisch komprimierbare Körper, vorzugsweise Schwammbälle, werden als Scheuer-und Reihigungs-? teile 1 in der erfindungsgemäßen Vorrichtung eingesetzt. Das rechte Ende des Gehäuses 8 ist mit einer öffnung 9 versehen, und kann an das Rohrsystem angeschlossen werden, indem es z.B. angeschraubt oder angelötet wird, wobei das Rohrsystem vorzugsweise von einer umgekehrten osmotischen semipermeablen Membranbaugruope 12 gebildet wird, wie sie z.3. in der Fig.3 dargestellt ist. Durch diese Konstruktion ist der Anschluß der umgekehrten osmotischen semipermeablen Membranbaugruppe 12 (Rohrsystem) an das Gehäuse 8 sehr leicht herstellbar. Die Öffnung 9 ist derart bemessen, daß sich die Bälle 1 aus dem Gehäuse 4 in das Rohrsystem 12 hineinbewegen können und umgekehrt. Der Anschlußflansch 21 auf der gegenüberliegenden-Seite des Gehäuses 8 hat eine öffnung 20, die durch eine Lo-tung oder eine Verschraubung mit einem an ein Ventilsystera angeschlossenen Rohr verbunden werden kann, wobei das Ventil— system Ventile 14 aufweist.

Das in der Fig.2 dargestellte Rückschlagventil 3 ist vorzugsweise als ringförmiges Ventil ausgebildet, aber es kann auch die in der Fig. 5 dargestellten Formen A, „B und C aufweisen. Das Rückschlagventil 3 besitzt eine mittlere Trennwand 10, durch welche eine von dem Flüssigkeitsdruck beaufschlagte Fläche gebildet wird, so daß das Ventil unter der Einwirkung des auf das eine oder andere Ende der Trennwand wirkenden Flüssigkeitsdruckes vor- und zurückbewegt werden kann. Wenn also die Behandlungsflüssigkeit durch die Flüssigkeitsöffnung 2 , in das Gehäuse 1 in bezug auf die Fig.l von links nach rechts

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strömt, dann bewegt sich das Rückschlagventil 3 nach rechts in die mit gestrichelten Linien in Fig.l angezeigte Lage, so daß die Löcher 5 für den Kanal 6 verschlossen werden. Aus -diesem Grunde strömt die gesamte Flüssigkeit durch das Gehäuse 4, so daß die Bälle 1 von dem Gehäuse 4 durch das Rohrsystem 12 gedruckt- werden. Wenn sich die Strömungsrichtung der Flüssigkeitsströmung umdreht, während sich die Bälle 1 zu diesem Zeitpunkt in dem anderen Gehäuse 8 am gegenüberliegenden Ende des Rohrsysteraes befinden, dann drückt die durch das Gehäuse 4 strömende Flüssigkeit auf das gegenüberliegende Ende der Trennwand IO und drückt das Ventil in bezug auf die Fig.1 nach links in die mit ausgezogenen Linien dargestellte Stellung, wodurch die öffnungen 5 freikommen.

AIg Verschlußteil 7 wird im allgemeinen ein Sieb verwendet, jedoch kann das Verschlußteil auch die in der Fig.4 dargestellten Formen aufweisen, z.B. kann es netzförmig ausgebildet sein (siehe Fig.4A) , die Form einer perforierten Platte (siehe Fig.4B) und eines Gitters (siehe Fig.4C oder D) aufweisen. Wenn die Behandlungs flüssigkeit von der öffnung 9 von rechts nach links in bezug auf-die Fig.l durch das Gehäuse 8 strömt, dann verhindert das Verschlußteil 7 ein Austreten der Scheuerund Waschteile 1, die sich inbazug auf die Fig.l nach links bewegen. Jedoch läßt das Verschlußteil 7 .eine Flüssigkeitsströmung in und aus dem Gehäuse 4 zu.

Zwei Gehäuse 8 sind mit ihren Öffnungen 9 entsprechend an die gegenüberliegenden Enden der umgekehrten osmotisch semipermeablen Baugruppe 12 angeschlossen. Dadurch werden in dem Flüssigkeitsströmungssystem eine bestimmte Anzahl von Schwammbällen angeordnet, bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung drei Schwammbälle.

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Wenn eine Behandlungsflüssigkeit unter Druck an einem Ende in das Flüssigkeitsströraungssystem durch die öffnung 2 in eines der Gehäuse 8 eingeleitet wird, dann bewegt sich das bei dieser öffnung 2 angeordnete Ringventil 3 nach innen, und das in dem anderen Gehäuse angeordnete Ringventil 3 wird von deia auf die Trennwand 10 (die als Widerstands element dient) wirkenden Flüssigkeitsdruck nach außen bewegt. Daraus ergibt sich, daß die Durchgangs löcher 5 am Flüssigkeitseintrittsende des Systems 12 von dem entsprechenden Ringventil 3 verschlossen werden, während die Durchtrittslöcher 5 am Flüssigkeitsaustrittsende des Systems geöffnet werden. Infolgedessen strömt der größte Teil oder ' die gesamte Behandlungsflüssigkeit durch das Verschlußteil 7 des Gehäuses 4 am Flüssigkeitseintrittsende des Systems _t so daß die Scheuer- und Wasch— teile 1 durch die Öffnung 9 und durch die osmotisch semipermeable Menfcranbaugruppe 12 hindurchgedrückt werden.

Die Scheuer— und Waschteile 1, die auf diese Weise durch das Rohrsystem 12 hindurchbewegt werden, bewirken ein automatisches Abschleifen und Reinigen der Innenflächen des Rohrsystems unHer dem hydraulischen Druck der Behandlungsflüssigkeit. Die Teile 1 dringen dann in das Gehäuse 8 ein, welches sich am Flüssigkeitsaustrittsende des Flussigkeitsströmungssystems befindet, und bewegen sich in das Gehäuse 4, wo sie von dem Sieb 7 aufgehalten werden. Das am Flüssigkeitsaustrittsende befindliche Rinaventil 3 des Flüssigkeitsströmungs— systems hat sich bereits unter der Einwirkung des Ströiuungsdruckes der Behandlungsflüssigkeit nach außen bewegt, bevor die Reinigungstaile 1 in das Gehäuse 4 eingedrungen sind, so daß die Durch gangs löcher 5 des Gehäuses 4 geöffnet sind. Die beim Flüssigkeitsaustrittsende des Flüssigkeitsströmungssysteras in das Gehäuse 8 eintretende Behandlungsflüssigkeit

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strömt daher durch die Öffnung 9, den Kanal 6, die Durchgangslöcher 5 und in die öffnung 2 am Flussigkeitsaustrittsende des Flussigkeitsströmungssystems. Die Scheuer- und Waschteile 1 werden am Austrittsende des Systems von dem Sieb 7 aufgehalten. Die Teile verharren dann in diesem Zustand, bis die Strömungsrichtung der Behandlungsflüssigkeit durch das Rohrsystem 12 umgekehrt wird. Wenn die Strömungsrichtung der Behandlungsflüssigkeit durch das Rohrsystem 12 umgekehrt ist, dann findet eine Umkehrung der Bewegung der Teile statt.

Wenn also die Durchsatzleistung eines solchen Systems infolge einer Verschmutzung der Membrane verringert wird, nachdem der umgekehrte osmotische Trennvorgang für eine bestimmte Zeit ausgeführt worden ist oder wenn das Bedürfnis aus einem anderen Grund besteht, dann wird die Richtung der Flüssigkeitsströmung dadurch umgekehrt, daß man die Flüssigkeitsströmungsrichtung der Ventile 14 umkehrt, so daß die Teile 1 die Innenfläche der Membrane reinigen und sauber schleifen.

Das Strömungssystem für die Behandlungsflüssigkeit weist eine Pumpe 13, ein Hauptströmungssteuerventil 15 und ein Reservoir oder einen Vorratsbehälter 16 auf. Wenn daher die Vorrichtung wie vor beschrieben arbeitet, dann scheuern und waschen die Scheuer- und Reinigungsteile 1 die Innenfläche des Rohrsystemes 12 für die umgekehrte Osmose bei jedem Wechsel der Flüssigkeitsströmungsrichtung der Behandlungsflüssigkeit, und die Reinigungsteile werden am Austrittsende des Systems in das Gehäuse 4 bewegt.

Das Ventilsvstem, das zur Umkehrung der Strömungsrichtung der Behandlungsflüssigkeit verwendet wird, wirft keine besonderen Probleme auf. Es können z.B. die verschiedenen Ventilanordnun-

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gen Verwendung finden, die in der älteren amerikanischen Patentanmeldung Serial No. 282 449 beschrieben sind. Bei dem in der Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Ventile 14b und 14c in einer Strömungsrichtung der Flüssigkeit durch das Rohrsystem 12 geöffnet, und die Ventile 14a und 14b sind geschlossen. In der entgegengesetzten Sfcrömungsrichtung der Flüssigkeit sind die Ventile 14a und I4d geöffnet und die Ventile 14b und 14c geschlossen. Die Ventile können von Hand oder durch einen automatischen Zeitschalter geöffnet und geschlossen werden.

Mit Hilfe der erf in dungs gemäßen Vorrichtung kann der Scheuerund ReinigungsVorgang sehr leicht jederzeit ausgeführt v/erden, indem die vorbeschriebenen Vorgänge wiederholt werden. Die Reinigung der Membrane kann dadurch ausgeführt v/erden, daß man die Behandlungsflüssigkeit, die dem Osmosevorgang ausgesetzt werden soll, verwendet. Alternativ könnte eine spe- ' zielle Waschflüssigkeit verwendet werden, um die Bewegung der Reinigungsteile hervorzurufen.

Wie dies bereits ausgeführt wurde, kann das Scheuern und Reinigen der Membran dadurch hervorgerufen werden, daß man die Strömungsrichtung der Flüssigkeit durch die Verwendung der Rückschlagventile 3 umkehrt. Der osmotische Trennvorgang braucht daher für das Scheuern und Reinigen nicht unterbrochen zu werden, sondern kann ununterbrochen weiterlaufen. Wenn darüberhinaus eine Steuereinrichtung, wie z.B. ein Zeitschalter· vorgesehen ist, um den Flüssigkeitsdurchgang durch die Ventile 14 zu steuern, dann ist eine zyklische automatische Reinigung möglich. . .. '■

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Da gemäß der Erfindung die Verwendung einer Konstruktion vorgeschlagen wird, bei welcher das osmotische Rohrsystem 12 unmittelbar an die· öffnungen 9 des Gehäuses 8 angeschlossen werden kann, kann die Anlage sehr kompakt ausgeführt werden.

Da die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht nur bei umgekehrten Osmosesystemen verwendet werden kann, sondern ebenso bei Rohrsystemen, in welchen sich häufig Schlamm oder Ausscheidungen an den Innenwänden der Rohre absetzen,. können dieser Schlamm oder die Ausscheidungen leicht durch den Scheuer- und Reinigungsvorgang entfernt werden.

In. der Zeichnung ist mit dem Bezugszeichen 17 ein- Aufnahmebehälter zur Aufnahme des gereinigten Wassers bezeichnet, das von dem Rohrsystem 12 für die umgekehrte Osmose ausge-schieden wird.

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Claims (7)

1. P 8071

   Patentansprüche

   ί 1.) Strömungssystem für eine Flüssigkeit mit einer Rohrleitungsanlage, in welcher umsteuerbare Ventile zur umkehrung der Strömungsrichtuna der Flüssigkeitsströmung angeordnet sind, mit einem oder mehreren elastisch komprimierbaren Körperteilen, die durch die Rohrleitungen vor- und zurückbewegbar sind, um die Rohrleitungen zu reinigen, "und mit einer Einrichtung zum Zurückhalten der Körperteile am Ende ihxer Bewegungsbahn durch die Rohrleitungsanlage, dadurch gekennzeichnet , daß die Rückhalteeinrichtung ein Gehäuse (4> aufweist, das an einem Ende zur Aufnahme der Körperteile (1) aus dem Rohrleitungssystem (12) oder zur Einleitung der Körperteile in das Rohrleitungssystem offen und an dem gegenüberliegenden Ende von einem Verschlußteil (7) verschlossen ist, daß parallel zum Gehäuse (4) ein sich an das Gehäuse anschließender Kanal (6) angeordnet ist, der die Flüssigkeit an dem Gehäuse vorbehieltet, daß das verschlossene Ende des Gehäuses mit einer Rückschlagventileinrichtung (3) ausgestattet ist, welche in Abhängigkeit von der Strötnungsrichtung der Flüssigkeit durch das Rohrleitungssystem steuerbar und zwischen zwei Stellungen verschiebbar ist, wobei in der einen Stellung die in das Rohrleitungssystem eintretende Flüssigkeit im wesentlichen ungehindert durch das durchlässige Verschlußteil und das Gehäuse hindurchfließt und das oder die Körperteile durch das Rohrleitungssystem

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   hindurchdrückt und wobei in der anderen Stellung die aus dem Rohrleitungssystem austretende Flüssigkeit in das Gehäuse (8) und dann durch den -Kanal (6) und die Rückschlagventileinrichtung hindurchströmt.
2. 2. 'Strömungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Rohrleitungssystem von einer rohrförmigen semipermeablen Membranbaugruppe gebildet wird.
3. 3. Strömungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß zwei Rückhalteeinrichtungen vorgesehen sind, die jeweils an den gegenüberliegenden Enden des .Rohrleitungssystems (12) angeordnet sind.
4. 4. Strömungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß in radialem Abstand zum Gehäuse (4) ein weiteres, das Gehäuse (4) umschließendes äußeres Gehäuse (8) vorgesehen ist, wobei der Zwischenraum den Kanal (6) bildet, und daß das äußere Gehäuse (δ) an einem Ende eine erste öffnung (9) aufweist, die an das Rohrleitungssystem (12) anaeschlossen ist, und am anderen Ende eine zweite Öffnung (2) , die an die umsteuerbare Ventileinrichtung (14) angeschlossen ist.
5. 5. Strömungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Ruckschiagventileinrichtunq (3) in dem äußeren Gehäuse (8) zwischen der zweiten öffnung (2) des Gehäuses und dem durchlässigen Verschlußteil (7) angeordnet ist und daß der Kanal (6) mit seinem einen Ende in die erste Gehäuseöffnung (9) einmündet und mit seinem anderen Ende bis hinter das

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   durchlässige Verschlußteil (7) greift und über die Rückschlagventileinrichtung (3) mit der zweiten Gehäuseöffnung (2) in Verbindung steht".
6. 6. Strömungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschlagventileinrichtung (3) von einer gleitend gelagerten Büchse gebildet wird, die zwischen Stellungen bewegbar ist, in welchen die Verbindung zwischen dem ventilseitigen Ende des Kanals (6) und der zweiten Gehäuseöffnung (2) geöffnet und verschlossen ist.
7. 7. Strömunassvstem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn ζ eich.η et , daß. sich an das durchlässige Verschlußteil (7) ein Rohr (20) entlang dem ventilseitigen Ende des Kanals (6) erstreckt, daß das Rohr mit Löchern (5) versehen ist, daß die Ventilbüchse (3) axial gleitend in dem Rohr gelagert ist und zwischen einer die Löcher verschließenden und öffnenden Stellung verschiebbar ist, und daß die Ventilbüchse eine durch den inneren Teil hindurchgreifende Trennwand (10) aufweist, die von der durch das System hindurchströmenden Flüssigkeit beaufschlagt wird.

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