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Beschreibung:
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Oberbegriff
des Anspruchs 1 angegebenen Art.
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Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus Chemie-Ingenieur-Technik,
47, 1975, Seiten 605 und 606 bekannt, wobei bei dem dort beschriebenen Intensivfraktionsprozess
einer Ionenaustauscheranlage im Verlauf von Prozessphasen programmgesteuert einer
Verfahrenseinrichtung Flüssigkeiten zugeführt werden, die vor einer Dosiereinrichtung,
hier einer Pumpe, in einem gesonderten Vorlagebehälter aufgefangen werden. Bei der
Verfahrenseinrichtung handelt es sich hier um ein Ionenaustauscherbett, es könnte
aber beispielsweise auch ein chemischer Reaktor, eine Wasch-, Extraktions-, Misch-,
Wärmeaustauscheinrichtung od.dgl.
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sein, in der physikalische Prozesse, gegebenenfalls in Uberlagerung
mit chemischen Reaktionen, ablaufen.
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Bei derartigen Zuteilvorrichtungen, die insbesondere für Flüssigkeiten
verwendet werden, die in ihrer Beschaffenheit, d.h. in ihren chemischen und/oder
physikalischen Eigenschaften unterschiedlich sind und daher in Fraktionen aufgeteilt
in zwei oder mehreren Behältern aufbewahrt werden, ist der Vorlagebehälter so groß
dimensioniert, daß er Jeweils eine Fraktion ganz aufnehmen kann. Die Maße der Rohrleitungen
zwischen den Fraktionsbehältern und dem Vorlagebehälter sind derart groß, daß die
Zuflußgeschwindigkeit in den Vorlagebehälter größer ist als die Abpumpgeschwindigkeit
hieraus. Der Vorlagebehälter ist mit einer grazieren Zahl von Niveausensoren bestückt,
die als Leitfähigkeitselektroden, Schwimmerschalter, kapazitive Elektroden, Differenzdruckaufnehmer,
radioaktive Indikatoren oder Jede andere Art von niveauabfragendem System ausgebildet
sein können, um das automatische sukzessive Weiterschalten von Behälter zu Behälter,
das Abschalten der Pumpe bei Trockenlaufen, das Schließen des Bodenventils eines
Fraktionsbehälters bei Erreichen eines vorbestimmten oberen Niveaus im Vorlagebhälter,
eine Alarmsignalisierung bei Vollaufen oder Überlaufen des Vorlagebehälters usw.
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zu bewirken. Die Parameter wie GroBe des Vorlagebehäiters, Zufluß-
und Abpumpgeschwindigkeit in bzw. von dem Vorlagebehälter, Verbleiben einer Restmenge
an Flüssigkeit im Vorlagebehälter vor Einlaufen der nachfolgenden Fraktion zur Vermeidung
des Abschaltens der Dosiereinrichtung bedingen, daß im Vorlagebehälter die letzten
Anteile einer Fraktion sich mit den ersten Anteilen der nachfolgenden Fraktion vermischen,
was beispielsweise bei Extraktionen, Aufgabe von Lösungen unterschiedlicher Konzentration
wie beispielsweise beim Ionenaustausch usw., bei denen es auf eine scharfe Trennung
der einzelnen Fraktionen ankommt, von Nachteil ist.
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Ferner ist es aus der DT-OS 16 67 009 bekannt, bei einer Vorrichtung
zur Durchführung eines Intensivfraktionsverfahrens den Vorlagebehälter kegelförmig
auszubilden, wodurch die Vermischung der einzelnen Fraktionen untereinander zwar
vermindert wird, die Gefahr des Uberlaufens, des Verlustes an Fraktionslösungen
usw.
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Jedoch weiter besteht.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der im
Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zu schaffen, die bei möglichst geringem
Aufwand funktionssicher ist und trotzdem eine weitgehendst scharfe Trennung der
einzelnen Fraktionen gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Ausbildung entsprechend
dem Kennzeichen des Anspruchs 1. ErfindungsgemäB entfällt ein besonderer Vorlagebehälter
vor der weiteren Verfahrenseinrichtung, indem die Fraktionsbehälter mit der Verfahrenseinrichtung
über ein durchgehendes Leitungssystem direkt verbunden sind. Im allgemeinen ist
dabei im Leitungssystem, insbesondere in dessen von allen Fraktionen durchströmten
Abschnitt, noch eine Dosiereinrichtung angeordnet, die zur Regelung des Flüssigkeitsmengenstroms,ggf.
auch zu dessen Förderung dient. Die Dosiereinrichtung kann z.B. eine Pumpe, eine
Drosselscheibe oder Dosierblende, eine regelbares Ventil usw. sein. Der im Leitungssystem
und/oder in der Verfahrenseinrichtung und/oder in deren Flüssigkeitsableitung angeordnete
Sensor
kann ein auf ein Flüssigkeitsniveau, ein Aufhören bzw. Einsetzen
einer Flüssigkeitsströmung od.dgl. ansprechendes Mess- und Signal system sein. Beispielsweise
können ein Niveausensor oder ein Durchflußmesser wie etwa ein Rotameter (R) verwendet
werden.
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Das Leitungssystem ist vorzugsweise als Rohrleitung ausgebildet, wobei
ggf. auch eine parallele Anordnung von mehr oder weniger langen Rohrteilen möglich
ist. Gegebenenfalls kann das Leitungssystem aber beispielsweise auch in Form von
Schlauchleitungen ausgeführt werden.
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Der wenigstens eine Sensor dient zum Steuern des Entleerens der einzelnen
Fraktionsbehälter, d.h. zum Schließen des gerade entleerten Behälters und zum Öffnen
des als nächstes zu entleerenden Behälter. Die Behälter können unmittelbar nacheinander
entleert werden, d.h. es kann sofort von einem Behälter auf den nächsten umgeschaltet
werden, so daß die Flüssigkeit der Verfahrenseinrichtung praktisch kontinuierlich
zugeführt wird. Das Weiterschalten kann aber auch intermittierend erfolgen, wobei
zwischen dem Entleeren der einzelnen Behälter vom Jeweiligen Einzelfall abhängige
Pausen vorgesehen sein können.
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Die Flüssigkeit wird der Verfahrens einrichtung dann vorzugsweise
diskontinuierlich zugeführt. Diese Arbeitsweise ist z.B. dann vorteilhaft, wenn
eine Vermischung der einzelnen Fraktionen zumindest außerhalb der Verfahrenseinrichtung
vollständig vermieden werden soll oder wenn die in die Verfahrenseinrichtung eingebrachten
Flüssigkeiten aus chemischen-und/oder physikalischen Gründen länger als es der Durchflusszeit
entspricht in der Verfahrenseinrichtung verweilen sollen.
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Beim Umschalten von einem Behälter auf den anderen kann je nach der
Anordnung der vom Sensor außerdem zu steuernden Absperrorgane im Leitungssystem
und/oder in der Verfahrenseinrichtung und/oder in deren Flüssigkeitsableitung Gas,
z.B. ein inertes Schutzgas, insbesondere jedoch Luft, aus den Fraktionsbehältern
in das Leitungssystem und/oder in die Verfahrenseinrichtung eindringen. Um dieses
die Vorgänge im Leitungssystem und ggf. auch in der Verfahrenseinrichtung mehr oder
weniger beeinträchtigende Gas wieder zu entfernen, ist erfindungsgemäß die wenigstens
eine Gasdruckausgleichsleitung
vorgesehen und derart an das Leitungssystem
und/oder die Verfahrenseinrichtung angeschlossen, daß die aus dem nächsten Behälter
ausfließende Fraktion das Gas möglichst vollständig über die Ausgleichs leitung
aus dem System verdrängen kann. Im Falle von Luft als in das System eingeströmtes
Gas steht die wenigstens eine Ausgleichsleitung z.B. direkt mit der Außenatmosphäre
in Verbindung. Bei einem anderen u.U. umweltbelastenden und/oder hinsichtlich der
Wiederbeschaffung aufwendigen Gas wird man dagegen beispielsweise eine Kreisführung
vorsehen, d.h. dieses ggf. über einen zusätzlichen Verdrängungsbehälter und/oder
zusätzliche Rohrleitungen wieder in die Fraktionsbehälter zurückleiten.
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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung befindet sich beim Weiterschalten
von Behälter zu Behälter im durchgehenden Leitungssystem, wenn überhaupt, nur ein
äußerst kleines Flüssigkeitsvolumen, so daß im Unterschied zu den bekannten Vorlagebehältern
zwischen den Fraktionsbehältern und der weiteren Verfahrenseinrichtung eine scharfe
oder zumindest weitgehendst scharfe Trennung der Fraktionen erreicht ist. Dabei
ist im Prinzip nur ein einziger Sensor erforderlich, um das Zuteilen der Fraktionen
zu steuern.
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In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, die Vorrichtung
gemäß Anspruch 2 auszubilden. Hierbei bewirkt der wenigstens eine Sensor einerseits
das sukzessive Weiterschalten zwischen den einzelnen Fraktionsbehältern und andererseits
das gesteuerte Absperren und Wiederöffnen des Leitungssystems und/ oder der mit
diesem verbundenen weiteren Verfahrensreinrichtung und/oder deren Flüssigkeitsableitung,
ggf. nach Ablauf einer z.B. empirisch festgelegten Verzögerung. Bei dieser diskontinuierlichen
Einleitung der Flüssigkeit in die Verfahrenseinrichtung wird nach Entleerung eines
Fraktionsbehälters die Absperrung beispielsweise im Leitungssystem vorgenommen,
um beispielsweise das Einströmen von Gas in die Verfahrenseinrichtung oder - bei
Arbeiten unter Druck in der Verfahrenseinrichtung - ein Herausströmen von Gas, Flüssigkeit
usw. bei Abschalten Dosiereinrichtung,
z.B. einer Dosierpumpe zu
verhindern. Ist das Eindringen von Gas in einen Teil der Verfahrenseinrichtung nicht
schädlich oder wird z.B. mit einem Gasdom in dieser gearbeitet, so kann zusätzlich
dazu oder ggf. auch allein von dem wenigstens einen Sensor angesteuert, die Absperrung
im Ausfluss der Verfahreinseinrichtung betätigt, d.h. die Flüssigkeitsableitung
unterbrochen werden. Das ist erforderlich, wenn die Zeitspanne zwischen den nacheinander
in die Verfahrenseinrichtung einfliessenden Fraktionen so groß ist, daß in der Zwischenzeit
die in der Verfahrenseinrichtung befindliche Flüssigkeit in unerwünschter Menge,
insbesondere vollständig, ausfließen könnte. Das Ein-und Ausfließen wird bei der
Verfahrenseinrichtung also derart gesteuert, daß immer Flüssigkeit in ihr enthalten
ist. Vorzugsweise wird die Steuerung so vorgenommen, daß sich der Flüssigkeitsspiegel
innerhalb eines vorbestimmten Niveaubereichs in der Verfahrenseinrichtung bewegt.
Gegebenenfalls kann dieser Flüssigkeitsspiegel in an sich bekannter Weise aber auch
getrennt von dem von wenigstens einem Sensor angesteuerten Regelkreis auf einem
vorbestimmten Niveau gehalten werden.
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Das ggf. aus den Fraktionsbehältern in die Verfahrenseinrichtung mit
hineinströmende Gas oder - bei Arbeiten mit einem Gasdom in der Verfahrenseinrichtung
- das während der Aufgabe der Flüssigkeit evtl. in das Leitungssystem entweichende
Gas können erforderlichenfalls über wenigstens eine Gasdruckausgleichsleitung wieder
herausgeleitet werden. Das Abschalten und Wiederingangsetzen der ggf. vorgesehenen
Dosiereinrichtung ist z.B.
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erforderlich, wenn diese bei Unterbrechung des Flüssigkeitsstromes
beschädigt werden könnte, wie es insbesondere bei Pumpen im allgemeinen der Fall
ist.
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Sofern Je nach Anwendungsfall die kontinuierliche Einleitung der Flüssigkeit
in die Verfahrenseinrichtung vorteilhafter ist als die vorstehend angeführte diskontinuierliche,
kann die Vorrichtung erfindungsgemäß nach Anspruch 3 ausgebildet werden.
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Auch hierbei befindet sich während des Weiterschaltens von einem Fraktionsbehälter
zum nächsten nur ein sehr kleines Flüssigkeitsvolumen in dem durchgehenden Leitungssystem,
so daß eine weitgehendst scharfe Trennung der Fraktionen möglich ist, wobei nur
zwei Sensoren notwendig sind, um das Zuteilen der Fraktionen aus der Versorgungseinrichtung
zu steuern. Vorzugsweise ist dabei eine Dosiereinrichtung eingeschaltet, und zwar
in Strömungsrichtung gesehen hinter den beiden Sensoren. Auf eine solche Dosiereinrichtung
kann aber u.U. auch verzichtet werden.
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Die Sensoren können auch hier wieder als Niveausensoren, Durchflußmesser
od.dgl. ausgebildet sein. Niveausensoren werden bevorzugt verwendet.
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Die Behälter für die Fraktionen sind direkt mit der vorzugsweise vorgesehenen
Dosiereinrichtung, beispielsweise einer Pumpe, einem in Abhängigkeit vom Jeweiligen
Flüssigkeitsdruck regelbaren Ventil, einer Dosierblende od.dgl., über ein belüftetes
Leitungssystem,
insbesondere ein Rohrleitungssystem, verbunden.
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Der erste Sensor, insbesondere ein Niveausensor, bewirkt als Schaltsensor
das Weiterschalten von Behälter zu Behälter, und zwar jedesmal dann, wenn die letzten
Flüssigkeitsanteile einer Fraktion in Form des Flüssigkeitsspiegels diesen Sensor
in Richtung von oben nach unten passieren. Der zweite Sensor, wiederum bevorzugt
ein Niveausensor, hat eine Kontrollfunktion und spricht bei ordnungsgemäßem Betrieb
nicht an. Hierzu ist erfindungsgemäß das Volumen des Leitungssystems zwischen diesen
beiden Sensoren derart bemessen, daß es diejenige Flüssigkeitsmenge aufzunehmen
vermag, welche mittels der Dosiereinrichtung aus diesem Volumenabschnitt abgeführt
wird zwischen dem Zeitpunkt des Schaltbefehls für das Öffnen des Ventils des nächsten
noch gefüllten Fraktionsbehälters und demjenigen Zeitpunkt, in welchem die ersten
Flüssigkeitsanteile der neuen Fraktion auf die restlichen Flüssigkeitsanteile der
vorhergehenden Fraktion, welche sich noch im Volumenabschnitt zwischen den beiden
Sensoren befinden, auftreffen. Hierbei ist die Zuflußgeschwindigkeit der Fraktionen
in den Volumenabschnitt größer als die vorzugsweise von der Dosiereinrichtung bestimmte
Abflußgeschwindigkeit. Vorteilhaft ist es, aus Sicherheitsgründen das Volumen dieses
Leitungsabschnittes noch etwas größer zu bemessen als es zur Aufnahme der vorgenannten
Flüssigkeitsmenge an sich erforderlich ist. Damit ist gewährleistet, daß dieser
Volumenabschnitt mit einer im Vergleich zu den bekannten Vorlagebehältern äußerst
geringen Größe als Puffer zwischen der kontinuierlich in die weitere Verfahrenseinrichtung
eingeleiteten Flüssigkeit und dem beim Weiterschalten von Behälter zu Behälter jeweils
kurzfristig unterbrochenen Zufluß wirkt, wodurch die ununterbrochene Zuteilung in
die nachgeordnete Verfahrenseinrichtung gewährleistet ist.
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Der den ersten Sensor und gegebenenfalls auch den zweiten aufnehmende
Abschnitt des Leitungssystems kann grundsätzlich derart schräg geneigt angeordnet
sein, daß sowohl der einwandfreie Durchfluß der aufeinanderfolgenden Fraktionen
als auch das Ansprechen
des bzw. der Sensoren sichergestellt sind.
Bevorzugt wird in zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 4 Jedoch
der Abschnitt des Leitungssystems zumindest im Bereich des ersten Sensors senkrecht
angeordnet ausgebildet. Damit wird unter sonst gleichen Verhältnissen gegenüber
einer schräg geneigten Anordnung die Größe des Flüssigkeitsspiegels, d.h. die Grenzfläche
zwischen den nacheinanderfolgenden Fraktionen und damit deren unerwünschte Vermischung
noch weiter vermindert.
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Hierbei erweist es sich weiterhin als vorteilhaft, gemäß Anspruch
5 die wenigstens eine Gasdruckausgleichsleitung direkt an diesen senkrechten Volumenabschnitt
anzuschließen und vorzugsweise gleichfalls senkrecht anzuordnen, damit in kürzester
Zeit der vollständige Gasdruckausgleich im Leitungssystem beim Weiterschalten von
Behälter zu Behälter, d.h. bei den variablen Füllzuständen des Leitungssystems erreicht
wird. Die Gasdruckausgleichsleitung, bei der es sich vorzugsweise um eine Luftausgleichsleitung
handelt, kann aber ggf. auch über z.B. T- oder Y-Stücke an den schrägen oder waagerechten
Teil des Leitungssystems vor dem vorgenannten, die beiden Sensoren aufweisenden
Volumenabschnitt angeschlossen werden. Als zusätzliche Sicherung des Luft- bzw.
Gasdruckausgleichs im Leitungssystem zwischen den Fraktionsbehältern und der Verfahrenseinrichtung
können ggf. noc weitere Ausgleichsleitungen an verfahrenstechnisch erforderliche
Stellen angebracht sein.
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Erfindungsgemäß kann nach Anspruch 6 der zweite Sensor direkt als
Trockengehschutz der Dosiereinrichtung, insbesondere einer Pumpe, verwendet werden.
Um auch bei Verwendung eines einfachen richtungsunabhängig ansprechenden ersten
Sensors einen Weiterschaltimpuls nur dann zu erhalten, wenn der Flüssigkeitsspiegel
den ersten Sensor in Richtung von oben nach unten passiert, kann ggf. noch ein dritter
Sensor vorgesehen werden, der zusammen mit einer entsprechenden Regelautomatik in
bekannter Weise den ersten Sensor nur dann zum Schalten freigibt, wenn dieser dritte
Sensor zuvor von den letzten Flüssigkeitsanteilen einer Fraktion passiert worden
ist.
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Fçr den Gas- bzw. Luftdruckausgleich in den Leitungsabschnitten
zwischen
den Bodenventilen der Fraktionsbehälter und der Verfahrenseinrichtung, insbesondere
jedoch der Dosiereinrichtung, dienen z.B. über T-Stücke, Y-Stücke usw. mit dem Leitungssystem
verbundene zur Außenatmosphäre offene und vorzugsweise senkrecht angeordnete Leitungsrohrstücke,
die so weit hochgezogen sind, daß sie mit ihrem oberen Ende über das höchstmögliche
Flüssigkeitsniveau in den Fraktionsbehältern hinausragen. Auf diese Weise kann das
Gas bzw. die Luft aus den Leitungsabschnitten entweichen bzw. einströmen, wenn Flüssigkeiten
aus den Fraktionsbehältern in diese Leitungsabschnitte einfließen bzw. aus diesen
abfließen. Die Gas- bzw. Luftdruckausgleichsleitung kann aber gemäß Anspruch 7 auch
mit einem beim Einsaugen von Gas bzw. Luft sich selbsttätig öffnenden beim Hochdrücken
von Flüssigkeit sich selbsttätig schließenden Schwimmerventil versehen sein, das
den Austritt von Flüssigkeit verhindert, den Eintritt von Gas bzw.
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Luft jedoch ermöglicht. Bei Einbau derartiger Schwimmerventile kann
auf das Hochziehen der wenigstens einen Gasdruckausgleichsleitung ggf. verzichtet
werden. Je nach der Art des Gases kann auch hier ggf. anstelle einer Ableitung in
die Atmosphäre wieder z.B. eine Kreisführung, d.h. Rückführung in die Fraktionsbehälter
vorgesehen sein.
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Der senkrechte Abschnitt des Leitungssystems kann nach Anspruch 8
außerdem einen vergrößerten lichten Querschnitt auf wenigstens einem Teil seiner
Länge aufweisen, um eine größere im Sinne eines Puffers wirkende Flüssigkeitsmenge
aus den entsprechenden Behältern aufnehmen zu können. Dazu kann dieser Abschnitt
z.B. mit einem entsprechend vergrößerten Innendurchmesser und/oder in Form mehrerer
parallel angeordneter Leitungsstücke ausgebildet sein.
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I Die Erfindung ist in der Zeichnung in schematisch dargestellten
Ausführungsbeispielen gezeigt und wird anhand dieser noch näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine Vorrichtung für eine kontinuierliche Flüssigkeitseinleitung in die weitere
Verfahrenseinrichtung und
Fig. 2a verschiedene Varianten einer
Vorrichtung für eine bis 2d diskontinuierliche Flüssigkeitseinleitung.
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Die Vorrichtung gemäß Fig. 1 weist eine Reihe von Behältern 1, 1'
usw. zur Aufnahme von jeweils einer Fraktion auf, die Je über ein Ausflußventil
2 mit dem gemeinsamen durchgehenden Leitungssystem 3, hier einer Rohrleitung, verbunden
sind. Die Rohrleitung 3 weist einen sich senkrecht erstreckenden Abschnitt 4 auf,
der auf einem Teil seiner Länge 5 einen vergrößerten lichten Querschnitt besitzt.
Der senkrechte Abschnitt 4 ist an seinem oberen Ende mit einem senkrecht angeordneten
Gasdruckausgleichsrohr 6, hier ein Luftdruckausgleichsrohr versehen, das so weit
hochgezogen ist, daß es über das höchstmögliche Flüssigkeit+-niveau in den Behälter
1, 1' usw. hinausragt. Das Belüftungsrohr 6 ist zur Außenatmosphäre oben offen,
so daß in Abhängigkeit von den durch das Leitungssystem 3 strömenden Fraktionen
aus dem Leitungssystem Luft entweichen bzw. in dieses einströmen kann.
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Das untere Ende des senkrechten Abschnittes 4 der Rohrleitung 3 ist
mit einer Dosiereinrichtung 7, hier einer Pumpe, verbunden, die zum Zuführen der
Fraktionen etwa zu einer nicht dargestellten lonenaustauschersäule über die Leitung
8 dient. Im oberen Bereich des Teiles 5 der Rohrleitung 3 ist der erste Sensor 9,
hier ein Niveausensor, angeordnet, der zum Steuern des Entleerens der einzelnen
Behälter 1, 1' usw. dient. Kurz vor der Dosiereinrichtung 7 befindet sich in der
Rohrleitung 3 der zweite Sensor 10, ebenfalls ein Niveausensor, der hier gleichzeitig
als Trockengehschutz für die Dosiereinrichtung dient. Ein dritter Niveausensor 11
in Förderrichtung vor dem Niveausensor 9 dient zur Kontrolle der Richtung des Flüssigkeitsdurchgangsdurch
die Rohrleitung 3. Sämtliche Niveausensoren 9, 10 und 11 sind mit dem Regelkreis
12 verbunden, der entsprechend den Anzeigen der Niveausensoren die Ausflußventile
2 und die Dosiereinrichtung 7 betätigt.
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Jedes Mal, wenn das Niveau des Sensors 9 von oben her unterschritten
wird, wird von einem Behälter 1, 1' usw. zu einem anderen weitergeschaltet. Hierbei
ist der Volumenabschnitt zwischen den Sensoren 9 und 10 derart dimensioniert, daß
er etwa derjenigen Flüssigkeitsmenge entspricht, welche mittels der Dosiereinrichtung
7 zwischen dem Beginn des Entleerens eines Behälters 1, 1' usw. und dem Auftreffen
dieser Fraktion auf die vorhergehende im Volumenabschnitt zwischen den Sensoren
9 und 10 abgeführt wird, wobei zusätzlich ein Sicherheitsvolumen vorgesehen ist,
das derart bemessen wird, daß der Trockengehschutz der nachfolgenden Dosiereinrichtung
7 nicht unterschritten wird.
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Die Dimensionierung dieses Volumenabschnitts erfolgt vorzugsweise
empirisch.
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Die Meßstrecke, in der die Niveausensoren 9, 10 und 11 angeordnet
sind, kann in einem oder mehreren miteinander verbundenen Rohrstücken untergebracht
sein. Der kleine Durchmesser der Rohrleitungen zwischen den Behältern 1, 1' usw.
und der Dosierrichtung 7 ermöglicht es, eine Vermischung zwischen den restlichen
Flüssigkeitsanteilen einer Fraktion, die zur Vermeidung einer Unterbrechung des
Flüssigkeitstransportes durch die Dosiereinrichtung 7 absolut notwendig sind, und
den neu hinzufließenden Flüssigkeitsanteilen der nachfolgenden Fraktion bei Behälterwechsel
auf ein Minimum zu reduzieren. Die einzelnen Behälter 1, 1' usw. werden damit praktisch
selbst zu Vorlagebehältern, während die Zahl der Niveausensoren wegen des Wegfalls
der Uberlaufmöglichkeit vermindert werden kann.
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Ferner ist es vorteilhaft, daß auch bei unfreiwilligem Öffnen der
Ausflußventile 2 nur die Rohrleitungsstücke zwischen den Behältern 1, 1' usw. und
der Dosiereinrichtung 7 vollaufen können. In diesem Falle tritt ein Verlust an Fraktionslösungen
nicht auf und die Vermischung der einzelnen Fraktionen untereinander wird klein
gehalten, so daß nach Schadensbehebung eine nachhaltige Störung des Reaktionsablaufes
nicht stattfindet.
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Vorteilhaft kann das zur Außenatmosphäre offene Leitungsende des wenigstens
einen Belüftungsrohres 6 über Schläuche od.dgl.
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mit einer Kanalisation oder einem anderen Ableitungssystem verbunden
werden, um z.B. Korrosionen durch Flüssigkeitsspritzer, Dämpfe od.dgl. zu vermeiden.
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Das Belüftungsrohr 6 kann auch mit einem selbsttätig sich öffnenden
und schließenden Schwimmerventil versehen sein, welches den Austritt von Flüssigkeit
verhindert, den Eintritt von Luft jedoch ermöglicht. Bei Verwendung eines derartigen
Ventils kann ggf. auf das Hochziehen der Ausgleichsleitung 6 bis über das höchstmögliche
Flüssigkeitsniveau in den Behälter 1, 1 usw.
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verzichtet werden.
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Bei der in Fig. 2a gezeigten Vorrichtung sind die Behälter 1, 1' usw.
oberhalb der weiteren Verfahrenseinrichtung 13 angeordnet, so daß die Flüssigkeiten
aus den Behältern nach Öffnen des jeweiligen Ausflußventils 2 über das durchgehende
Leitungssystem 3 von selbst, d.h. ohne zusätzliche Fördereinrichtung zu der Verfahrenseinrichtung
13 strömen. Die in Fig. 1 gezeigte besondere Zuleitung 8 kann entfallen. Das Rohrsystem
3 ist in seinem schräg nach unten gegen die Verfahrenseinrichtung 13 geneigten Bereich
mit den beiden Belüftungsrohren 6 versehen.
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In ihrem an die Verfahrenseinrichtung 13 angeschlossenen Bereich ist
die Rohrleitung 3 mit dem senkrechten Abschnitt 4 ausgebildet, in welchem der Sensor
9, z.B. ein Durchflußmesser, und in Strömungsrichtung hinter diesem das Absperrventil
14 angeordnet sind. Eine besondere Dosiereinrichtung ist hier nicht vorgesehen.
Sie könnte aber beispielsweise mit dem Absperrventil 14 kombiniert werden, indem
dieses als Regelventil ausgeführt wird, dessen Strömungsquerschnitt zwischen der
Offen- und der Geschlossen-Stellung noch regulierbar ist. Statt dessen könnte aber
z.B. entsprechend Figur 2b hinter dem Absperrventil 14 auch eine zusätzliche Dosierblende
angeordnet werden, über deren lichten Öffnungsquerschnitt die Größe des Flüssigkeitsmengenstromes
festlegbar istl Am Boden der Verfahrenseinrichtung 13 ist die Flüssigkeitsableitung
15 mit dem zusätzlichen Ventil 16 vorgesehen.
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Wenn die letzten Flüssigkeitsanteile beispielsweise aus dem Behälter
1 ausgeflossen und durch den Durchflußmesser 9 hindurchgeströmt sind, gibt dieser
aufgrund der Beendigung des Strömungsvorgangs ein entsprechendes Signal an den Regelkreis
12, der seinerseits das Schließen des Ausflußventils 2 des Behälters 1 und des Absperrventils
14 der Rohrleitung 3 bewirkt.
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Gleichzeitig oder auch erst nach Ablauf einer vorgebbaren Zeitspanne
veranlaßt der Regelkreis 12 das Öffnen des Ausflußventils 2 des nächsten Behälters
1t und das Wiederöffnen des Absperrventils 14, so daß die nächste Fraktion in die
Verfahrenseinrichtung 13 einströmen kann.
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Die in Fig. 2b im Ausschnitt gezeigte Vorrichtung weist im Abschnitt
4 des Leitungssystems 3 die Dosierblende 17, eine in der Rohrleitung angeordnete
Scheibe mit entsprechend dem gewünschten Mengenstrom festgelegten Strömungsquerschnitt,
und hinter dieser nahe der Verfahrenseinrichtung 13 den Sensor 9 auf. Das in der
Flüssigkeitsableitung 15 angeordnete Ventil 16 ist hier mit dem Sensor 9, beispielsweise
einem Niveausensor, über den Regelkreis 12 derart gekoppelt, daß es geschlossen
bzw. wieder geöffnet wird, wenn die letzten bzw. die ersten Flüssigkeitsanteile
einer Fraktion den Sensor 9 passieren. Das Absperren des Ventils 16 während des
Weiterschaltens von einem Behälter zum nächsten stellt sicher, daß aus der Verfahrenseinrichtung
13 keine Flüssigkeit unerwünscht ausströmt. Die weitere Signalgabe des Sensors 9
entspricht im übrigen der gemäß Fig. 2a. Abweichend von der zeichnerischen Darstellung
kann hier wie auch bei den anderen Varianten ggf. der eine Sensor 9 noch durch einen
zweiten Sensor ergänzt werden, der dann z.B. auf die ersten Flüssigkeitsanteile
einer Fraktion anspricht, während der gezeigte Sensor nur durch die letzten Flüssigkeitsanteile
der vorhergehenden Fraktion ausgelöst wird. Das Belüftungsrohr 6 ist in senkrechter
Verlängerung des Abschnittes 4 der Rohrleitung 3 angeordnet, so daß es eine wirksame
Ent- und Belüftung auch der Verfahrenseinrichtung 13 ermöglicht. Zusätzlich oder
anstelle dessen kann ein Belüftungsrohr aber auch am Kopf der Verfahrenseinrichtung.13
angebracht sein. Bevorzugt verwendet wird hier wie rauch in anderen - Anwendungsfällen
jedoch der Anschluß der wenigstens einen Gasdruckausgleich'sleitung an das Leitungssystem
3.
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Die Variante gemäß Fig. 2c unterscheidet sich von Fig. 2b durch die
andere Anordnung des Sensors 9, der an der Verfahrenseinrichtung 13 in Höhe des
in ihr ausgebildeten Flüssigkeitsspiegels 18 angeordnet ist. Der Sensor 9 spricht
auf die vertikalen Verschiebungen dieses Flüssigkeitsniveaus an, die vom Flüssigkeitszufluß
über die Rohrleitung 3 abhängen. Die Regelung erfolgt im übrigen wie vorstehend
erläutert.
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Fig. 2d zeigt eine Ausführung, bei welcher ein dem Flüssigkeitsspiegel
18 in der Verfahrenseinrichtung 13 zugeordneter Sensor 19 nicht direkt seine Signale
an den Regelkreis 12 gibt, sondern an das in der Flüssigkeitsableitung 15 angeordnete
Ventil 16 und dessen Schließen bzw. öffnen bewirkt. Der hier in der Flüssigkeitsableitung
15 angeordnete Sensor 9, z.B. ein Durchflußmesser, reagiert auf den vom Ventil 16
abhängigen Strömungszustand in der Flüssigkeitsableitung 15 und gibt entsprechende
Signale an den Regelkreis 12 zur Ausführung der weiteren Funktionen.
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Wie ohne weiteres ersichtlich ist, kann auch eine Kombination der
beiden unterschiedlichen Vorrichtungstypen vorgenommen werden, d.h. auch bei Figur
1 können die Behälter 1, 1' usw. oberhalb der Verfahrenseinrichtung 13 angeordnet
werden, so daß auf die Fördereinrichtung 7 verzichtet werden kann. Statt dessen
können dann das im Sinne einer Dosiereinrichtung wirkende Absperrventil 14, die
Dosierblende 17 od.dgl. erforderlichenfalls vorgesehen werden. Umgekehrt können
aber auch bei den in den Figuren 2a bis d gezeigten Varianten die Behälter 1, 1'
usw.
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neben oder auch unterhalb der Verfahrenseinrichtung 13 angeordnet
werden, so daß dann noch eine Fördereinrichtung 7, welche gleichzeitig als Dosiereinrichtung
wirken kann, in das Leitungssystem 3 einzuschalten ist.
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Die erfindungsgemäßen Vorrichtungen sind für Flüssigkeiten aller Art
wie beispielsweise Wasser, anorganische oder organische Lösungsmittel, Lösungen
von Stoffen, Salzen, Säuren, Laugen usw.
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in Wasser oder Lösungsmittel geeignet, aber auch beispielsweise
für
Suspensionen von Feststoffen unterschiedlicher Zusammensetzung, Emulsionen o.dgl.,
die aufgrund unterschiedlicher chemischer und/oder physikalischer Beschaffenheit
unterteilt in Fraktionen mehr oder weniger großen Volumens, die in zwei oder mehreren
Behältern einer Versorgungseinrichtung untergebracht sind, zum Einsatz gelangen.