DE29907957U1

DE29907957U1 - Behälter

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Publication number: DE29907957U1
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Authority: DE
Original assignee: Schaefer Werke GmbH
Current assignee: Schaefer Werke GmbH
Priority date: 1999-05-04
Filing date: 1999-05-04
Publication date: 1999-08-12
Anticipated expiration: 2009-05-05
Also published as: EP1189700A1; EP1189700B1; DE50008430D1; WO2000066264A1; ATE280638T1

Description

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SCHÄFER WERKE GMBH 1999/05/04/Pat/Re/Schm

Postfach 1120 PS 9905

57272 Neunkirchen

Behälter

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft einen Behälter, bestehend im Wesentlichen aus einem zylindrischen Mantel, einem Behälterdeckel und einem Behälterboden sowie einem Stand- und Kopfring, mit einer Granulatfüllung zur chemischen und/oder physikalischen Behandlung von Flüssigkeiten im Durchfluss innerhalb des Behälters mit je einem Anschluss für Flüssigkeitseingang und -ausgang, Belüftung und Entlüftung. Derartige Behälter werden dazu eingesetzt, um eine Flüssigkeit, z.B. Wasser, im Durchlauf durch die Granulatfüllung des Behälters chemisch und/oder physikalisch zu behandeln, z.B. zu entsalzen. Je nach Flüssigkeit und Granulatfüllung (z.B. Harze) kann es sich bei derartigen Behältern z.B. um Ionentauscher zur Wasseraufbereitung handeln.

Ein solcher Behälter ist bereits durch die PCT-Anmeldung NL 97/00340 bekannt geworden. Er weist im Deckel einen zentralen Hauptanschluss mit einem Stopfenverschluss und darin integriertem Entlüftungsventil sowie Belüftungsventil mit Tauchrohr bis zum Behälterboden auf. Darüber hinaus ist dieser Behälter mit je einem separaten Anschluss im Deckel für den Flüssigkeitseingang und für den Flüssigkeitsausgang ausgestattet. Zur halbwegs funktionsfähigen Flüssigkeitsverteilung oberhalb der Granulatfüllung ist ein winkelförmiges Rohrstück, mit feinen Bohrungen und am Ende verschlossen, in dem einen Anschluss über Dichtungen und Schraubnippel eingebaut. In gleicher Weise ist ein winkelförmiges Rohrstück für den Flüssigkeitsausgang eingesetzt, dessen horizontales mit feinen Bohrungen versehenes Rohrteil in Nähe des Behälterbodens angeordnet ist.

Dieser bekannte Behälter weist eine Reihe von Nachteilen auf. Zunächst sind die Eingangsund Ausgangsrohrstücke sehr teuer im Material und der Fertigung. Sie müssen aufgrund der geometrischen Form wie der Behälter aus hochwertigem rostfreiem Stahl hergestellt werden. Außerdem ist die Ausnutzung des Granulates unzureichend, weil sich insbesondere durch die radial zentrale Anordnung des horizontalen Rohrstücks des Entnahmerohres schlecht oder gar nicht durchströmte Bereiche in Bodennähe im Granulat ergeben.

Stark verteuernd wirken sich aber die zusätzlichen Anschlüsse für Eingang und Ausgang im Behälterdeckel mit Dichtungen und Doppelnippel aus. Standardmäßige Behälter für die chemische Industrie mit nur einem zentralen Anschluss sind nicht verwendbar. Das im Stopfenverschluss unterhalb des Belüftungsventils eingeschraubte zentrale Tauchrohr trägt am unteren Ausgang ein Filterstück zum Luftaustritt, über das nach Teilausnutzung des Granulats dieses über Druckluftstöße aufgelockert werden soll, um die Granulatausnutzung zu verbessern. Dies gelingt aufgrund der strömungstechnischen Gestaltung des Filterstutzens nur unzureichend.

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Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Behälter der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, der diese Nachteile nicht besitzt, sondern darüber hinaus noch Vorteile in der Anschlusstechnik aufweist.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass die Anschlüsse für Flüssigkeitseingang, Flüssigkeitsausgang, Belüftung und Entlüftung im Anschlussteil einer Zentraleinheit angeordnet sind, die in einem Behälteranschluss im Behälterdeckel druckdicht montiert ist, wobei die Zentraleinheit die jeweiligen funktionalen Strömungswege für den Flüssigkeitseingang in den Bereich des Behälterdeckels, für den Flüssigkeitsausgang aus dem Bereich des Behälterbodens, für die Belüftung in den Bereich des Behälterbodens und für die Entlüftung aus dem Bereich des Behälterdeckels aufweist.

Diese technische Lösung ist sehr kostengünstig, weil der Behälter nur noch einen Anschluss im Deckel aufweist, in den eine Zentraleinheit montiert ist. Diese weist in ihrem außen zugänglichen Teil oberhalb der Abdichtstelle zum Behälter alle funktionalen Anschlüsse für den Betrieb des Behälters und unterhalb der Abdichtstelle in der behälterseitigen rohrförmigen Verlängerung, die sich bis zum Behälterboden erstreckt, alle Vorrichtungen für Leitung, Ein- und Austritt, Filterung bzw. Rückhalten von Granulat bzw. Granulatbruch auf.

Die Zentraleinheit wird nach dem Befüllen mit Granulat komplett in den Behälter eingesetzt, indem die rohrförmige Verlängerung in das Granulat eingesenkt wird, bis ihre Abdichtstelle am Behälteranschluss fest positioniert ist. In umgekehrter Weise wird die zentrale Einheit aus dem befüllten Behälter entfernt. Das hat den Vorteil, dass sowohl für das Befüllen wie das Entleeren des Behälters mit Granulat keine Einbauten stören wie bei dem bekannten Behälter.

Die Zentraleinheit ist vorzugsweise baukastenartig aufgebaut, um möglichst wenige Teile bzw. z.T. gleiche Teile zu verwenden und unterschiedliche Behälterhöhen durch Austausch nur eines Rohrteils zu erzeugen. Die jeweiligen Medienein- bzw. austritte innerhalb des Behälters sind über Feinfiltergewebe abgedeckt und strömungstechnisch optimiert. Das bedeutet z.B., dass der Flüssigkeitseintritt im Bereich des Behälterdeckels in den Flüssikgeitsraum oberhalb der Granulatfüllung turbulenzfrei über gleichmäßig radial angeordnete Düsen erfolgt, um Aufwirbelungen und Kanalbildung in Granulat zu vermeiden und eine gleichmäßige Durchströmung des Granulats zu erzeugen. Diese wird noch durch einen horizontal anzuströmenden ringförmigen Aufnahmekanal am Fußende der Zentraleinheit mit einem Durchmesser bis nahe dem lichten Durchmesser des Behälteranschlusses unterstützt.

Der Entlüftungseintritt erfolgt dicht unter dem Behälteranschluss in die Zentraleinheit, um ein max. Flüssigkeitsvolumen sicherzustellen.

Die Belüftungsfunktion und damit die Granulatauflockerung wird durch die besondere Gestaltung des Luftaustritts am Fußende der Zentraleinheit wesentlich verbessert, indem der Luftaustritt durch feine radial angeordnete Düsen auf einem Durchmesser bis nahe dem lichten Durchmesser des Behälteranschlusses erfolgt.

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Durch diese Maßnahme wird der gesamte Granulatinhalt durch verfahrenstechnisch optimierte Luftstöße aufgelockert. Es werden frische Granulatflächen frei, wodurch die Nutzungskapazität vergrößert wird.

Die baukastenartig aufgebaute Zentraleinheit wird vorzugsweise durch ein Anschlussteil, das im Behälteranschluss positioniert ist, zwei Übergangsstücke, ein dazwischen angeordnetes Rohrteil und ein Sammel-A/erteilerstück, dass das Fußende darstellt, gebildet.

Die jeweiligen Ein- bzw. Austrittsöffnungen im Anschlussteil und im Sammel-/Verteilerstück sind über Feinfiltermaterial abgedeckt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Fig.1 - Fig. 4 näher beschrieben.

Es zeigen: Fig. 1 einen Behälter im Vertikalschnitt mit eingesetzter Zentraleinheit Fig. 2 einen Teilschnitt eines Behälters im Bereich des Behälterdeckels Fig. 3 eine Ausführungsform einer Zentraleinheit

Fig. 4 eine Ausführungsform eines Anschlussteils einer Zentraleinheit in perspektivischer Aufsicht.

Der Behälter 1 (Fig. 1) besteht aus einem zylindrischen Mantel 2, dem Behälterdeckel 3 und dem Behälterboden 4. Derartige Behälter werden in der Regel unter Druck betrieben, darum sind Deckel 3 und Boden 4 als gewölbte Endböden ausgebildet. Über einen Standring 5 kann der Behälter auf dem Boden abgestellt oder dem Kopfring 6 eines weiteren Behälters 1 gestapelt werden. In seinem Behälterdeckel 3 ist ein zentraler Behälteranschluss 18 angeordnet, der die Zentraleinheit 19 aufnimmt.

Weiter ist der Behälter 1 mit Granulat 7 befüllt, das lediglich einen kleinen Restraum im Behälterdeckel 3 frei lässt, in dem sich ein Restvolumen der Flüssigkeit 8 befindet, die darüber hinaus auch die Hohlräume im Granulat 7 ausfüllt.

In Fig. 1 ist lediglich schematisch der Hauptmedienstrom dargestellt, nämlich der Flüssigkeitseingang 9.1 in die Zentraleinheit und der Flüssigkeitsausgang 9.2 in das Restvolumen der Flüssigkeit 8 im Deckelbereich, die Durchströmung 26 des Granulats 7 sowie den Flüssigkeitsausgang 10 mit der Zuströmung 10.1 in das Sammel-/Verteilerstück 25 der Zentraleinheit 19 und dem Austritt 10.2 aus dem Anschlussteil 22 der Zentraleinheit 19. Die ebenfalls vorhandenen Entlüftungsein- und Austritte 13, 14 und der Belüftungsanschluss 11 sowie der Belüftungsaustritt 12 sind in Fig. 1 nicht dargestellt.

Während Fig. 1 einen kompletten Behälter aus Metall darstellt, zeigt die Fig. 2 einen Behälter 1 mit Mantel 2, Behälterdeckel 3 und der Kopfring 6 im Teilschnitt. Der Behälter 1 kann aber auch ganz oder teilweise aus Kunststoff gefertigt sein. In dem Deckel 3 ist ein Behälteranschluss 18 eingeschweißt, z.B. eine Gewindemuffe, in den die Zentraleinheit 19 z.B. über eine Dichtung 27 eingedichtet eingesetzt ist.

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Von der Zentraleinheit 19 ist nur der außerhalb der Abdichtstelle 20 befindliche Teil des Anschlussteils 22 sichtbar, aus dem die Anschlüsse für Flüssigkeitseingang 9.1, Flüssigkeitsausgang 10.2, Belüftungsanschluss 11 und Entlüftungsaustritt 14 herausragen. Zur vollen Betriebsfähigkeit des Behälters 1 sind die Anschlüsse 9.1, 10.2 und 11 mit Anschlusselementen 28 für die anzuschließenden Schlauchleitungen, der Entlüftungsaustritt 14 mit einem Entlüftungsventil 29 ausgestattet.

Fig. 3 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer Zentraleinheit 19, die aus dem Anschlussteil 22, zwei Übergangsstücken 23.1, 23.2, dem Rohrteil 24 und dem Sammel-/ Verteilerstück 25 zu einer stabilen Einheit zusammengefügt sind. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, dass die Anschlüsse 9.1, 10.2, 11 nicht wie in Fig. 2 dargestellt auf dem Anschlussteil 22 axial, sondern in einem Winkel zur Behälterachse angeordnet sind, damit die Anschlüsse bzw. die Anschlusselemente 28 innerhalb der Kontur des Kopfrings 6 geschützt und sicher unterzubringen sind. Dies wird mit der Zentraleinheit 19 nach Fig. 3 und dem Anschlussteil 22 nach Fig. 4 realisiert. Anschlussteil 22, die Übergangsstücke 23 und das Sammel-/Verteilerstück 25 sind Kunststoffteile, das Rohrteil 24 besteht aus einem Aussenrohr 30 und einem Innenrohr 31 aus Kunststoff.

Das Sammel-A/erteilerstück 25 ist aus zwei identischen Halbstücken 32.1, 32.2 zusammengesetzt, deren spiegelbildlich einander zugeordnete erste Seiten A die Düsen des Belüftungsaustritts 12 bilden und mit dem Belüftungskanal 16 verbunden sind. Der Zugang der Seite B am unteren Halbstück 32.2 zum Belüftungskanal 16 ist verschlossen. Die Seite B zum oberen Halbstück 32.1 bildet mit der Seite C des Übergangsstücks 23.2 den Aufnahmekanal 21 für den Flüssigkeitsausgang 10.1. Der Aufnahmekanal 21 ist mit dem Ausgangskanal 17 über das Übergangsstück 23.2 strömungstechnisch und druckdicht verbunden.

Das Sammel-/Verteilerstück 25 und teilweise das Übergangsstück 23.2 sind im Bereich des Belüftungsaustritts 16 und des Sammelkanals 21 durch ein rohrförmiges Filtergewebe 33.1 gegen Eindringen von Granulat bzw. Granulatbruch abgedeckt.

Die Ausbildung der rohrseitigen Kontaktfläche der Übergangsstücke 23.1, 23.2 regelt den Übergang der Kanäle 16 und 17 aus dem Rohrteil 24 in die Übergangsstücke 23.1, 23.2, die gegenseitige drucktechnische Abdichtung der Strömungswege und die mechanische Verbindung.

Die Seite C der Halbstücke 23.1, 23.2 erzeugt einmal mit der Seite B den Aufnahmekanal 21, zum anderen aber auch mit der Seite D des Anschlussteils 22 den Austrittskanal 34 für den Flüssigkeitseingang 9.2, die gegenseitige drucktechnische Abdichtung der Strömungswege und die mechanische Verbindung der Teile.

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Das Anschlussteil 22 besteht im wesentlichen aus drei konzentrischen Rohrstücken 35, die über den Deckel 36 miteinander einteilig verbunden sind. Unterhalb des Deckels 36 weist das äußere Rohrstück 35 ein Befestigungsgewinde 37 auf, zwischen Gewinde 37 und Deckel 36 befindet sich die Abdichtstelle 20 bzw. die Dichtung 27.

Auf dem Deckel 36 sind die Anschlüsse 9.1, 10.2, 11 und 14 angeordnet. Sie sind in ihrer Achslage so positioniert, dass die zu montierenden z.T. nicht dargestellten Anschlusselemente 28 und das Entlüftungsventil innerhalb der Kontur des Kopfrings 6 unterzubringen sind. Es hat sich als besonders zweckmäßig gezeigt, den Flüssigkeitseingang 9.1 und den Flüssigkeitsausgang 10.2 als unter ca. 90° zur Behälterachse abgewinkelte Rohrstutzen dicht oberhalb des Deckels 36 auszubilden. Dadurch wird der Einsatz handelsüblicher Rohranschlusselemente 38 mit O-Ringabdichtung möglich, die eine Schwenkbewegung der Anschlusselemente 28 aus der Kontur des Kopfrings 6 heraus, z.B. zum Anschließen von Schlauchleitungen, ermöglicht.

Die Achswinkel für den nicht schwenkbaren Belüftungsanschluss 11 und den Entlüftungsaustritt 14 sind zwischen 0 und 60° so gewählt, dass die Anschlusselemente 28 innerhalb der Kontur des Kopfrings 6 verbleiben.

Die drei konzentrischen Rohrstücke 35 des Anschlussteils 22 erzeugen zwei kreisringförmige Strömungskanäle und einen zentralen Rohrkanal. Der zentrale Rohrkanal ist einerseits mit dem Belüftungsanschluss 11 und andererseits mit dem Belüftungskanal 16 verbunden.

Der äußere kreisringförmige Strömungskanal ist mit dem Flüssigkeitseingang 9.1 und dem Austrittskanal 34 für den Flüssigkeitseingang 9.2 verbunden. Der innere kreisringförmige Strömungskanal ist mit dem Flüssigkeitsausgang 10.2 im Deckel 36 und über das Übergangsstück 23.1 mit dem Ausgangskanal 17 verbunden. Der Entlüftungsaustritt 14 ist über einen im Bereich zwischen dem äußeren und dem mittleren Rohrstück 35 angeordneten separaten Entlüftungskanal 15 mit dem Entlüftungseintritt 13 verbunden.

Das Anschlussteil 22 und das Übergangsstück 23.1 sind teilweise im Bereich des Austrittskanals 34 und des Entlüftungseintritts 13 durch ein rohrförmiges Filtergewebe 33.2 gegen Eindringen von Granulat bzw. Granulatbruch abgedeckt.

SCHÄFER WERKE GMBH 1999/05/04/Pat/Re/Schm

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Bezugszeichenliste

1	Behälter
2	Mantel
3	Behälterdeckel
4	Behälterboden
5	Standring
6	Kopfring
7	Granulat
8	Flüssigkeit
9	Flüssigkeitseingang
10	Flüssigkeitsausgang
11	Belüftungsanschluss
12	Belüftungsaustritt
13	Entlüftungseintritt
14	Entlüftungsaustritt
15	Entlüftungskanal
16	Belüftungskanal
17	Ausgangskanal
18	Behälteranschluss
19	Zentraleinheit
20	Abdichtstelle
21	Aufnahmekanal
22	Anschlussteil
23	Übergangsstück
24	Rohrteil
25	Sammel-/Verteilerstück
26	Durchströmung
27	Dichtung
28	Anschlusselemente
29	Entlüftungsventil
30	Aussenrohr
31	Innenrohr
32	Halbstück
33	Filtergewebe
34	Austrittskanal
35	Rohrstück
36	Deckel
37	Befestigungsgewinde
38	Rohranschlusselement
Kopfseite A
Kopfseite B
Kopfseite C
Kopfseite D

Claims

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Behälter

Schutzansprüche:

1. Behälter, bestehend im Wesentlichen aus einem zylindrischen Mantel, einem Behälterdeckel und einem Behälterboden sowie einem Stand- und Kopfring, mit einer Granulatfüllung zur chemischen und/oder physikalischen Behandlung von Flüssigkeiten im Durchfluss innerhalb des Behälters mit mindestens je einem Anschluss für Flüssigkeitseingang und -ausgang, Belüftung und Entlüftung,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Anschlüsse für mindestens Flüssigkeitseingang (9), Flüssigkeitsausgang (10), Belüftungsan-schluss (11) und Entlüftungsaustritt (14) im Anschlussteil (22) einer Zentraleinheit (19) an-geordnet sind, die in einem Behälteranschluss (18) im Behälterdeckel (3) druckdicht mon-tiert ist, wobei die Zentraleinheit (19) die jeweiligen funktionalen Strömungswege für den Flüssigkeitseingang (9.1, 9.2) in den Bereich des Behälterdeckels (3), für den Flüssigkeits-ausgang (10.1, 10.2) aus dem Bereich des Behälterbodens (4), für die Belüftung (11, 12) in den Bereich des Behälterbodens (4) und für den Entlüftungseintritt (13, 14) aus dem Bereich des Behälterdeckels (3) aufweist.

2. Behälter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

dass die Zentraleinheit (19) aus dem Anschlussteil (22), einem oberen Übergangsstück (23.1), einem unteren Übergangsstück (23.2), dem Rohrteil (24) sowie dem Sammel-/ Verteilerstück (25) besteht, wobei diese Einzelstücke miteinander dichtend verbunden die jeweiligen funktionalen Strömungswege erzeugen.

3. Behälter nach den Ansprüchen 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet,

dass mindestens das Anschlussteil (22), die Übergangsstücke (23) und das Sammel-/ Verteilerstück (25) aus Kunststoff hergestellt sind.

4. Behälter nach den Ansprüchen 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,

dass das Sammel-A/erteilerstück (25) aus zwei identischen Halbstücken (32) besteht, deren Seiten A den Belüftungsaustritt (12) bilden.

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5. Behälter nach den Ansprüchen 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,

dass die Übergangsstücke (23.1, 23.2) identisch ausgebildet sind und deren Kopfeiten C mit der Kopfeite B des Halbstücks (32) den Aufnahmekanal (21) und mit der Kopfeite D des Anschlussteils (22) den Austrittskanal (34) bilden.

6. Behälter nach einem oder mehreren der vorher genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass das Anschlussteil (22) aus mindesten drei konzentrisch angeordneten Rohrstücken (35) und einem Deckel (36) besteht, auf dem mindestens die Anschlüsse für Flüssigkeitseingang (9.1), Flüssigkeitsausgang (10.2), Belüftung (11) und Entlüftungsaustritt (14) an geordnet sind, wobei der Belüftungsanschluss (11) mit dem zentralen Rohrstück (35.1) und dem Belüftungskanal (16), der Flüssigkeitseingang (9.1) mit dem äußeren kreisringförmigen Kanal und darüber hinaus mit dem Austrittskanal (34), der innere kreisringförmige Kanal mit dem Flüssigkeitsausgang (10.2) und über das Übergangsstück (23.1) mit dem Ausgangskanal (17) verbunden sind und der Entlüftungsaustritt (14) über einen im Bereich zwischen dem äußeren und dem mittleren Rohrstück (35) angeordneten separaten Entlüftungskanal (15) mit dem Entlüf-tungseintritt (13) verbunden ist.

Behälter nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Anschlüsse für den Flüssigkeitseingang (9.1) und den Flüssigkeitsausgang (10.2) als unter ca. 90° abgewinkelte Rohrstutzen dicht oberhalb des Deckels (36) zum Anschluß von schwenkbaren Rohranschlußelementen (37) mit O-Ring-Abdichtung ausgebildet sind.

8. Behälter nach einem oder mehreren der vorher genannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass das Anschlussteil (22) und das Übergangsstück (23.1) teilweise im Bereich des Austrittskanals (34) und des Entlüftungseintritts (13) sowie das Sammel-A/erteilerstück (25) und teilweise das Übergangsstück (23.2) im Bereich des Belüftungsaustritts (16) und des Sammelkanals (21) durch rohrförmige Filtergewebe abgedeckt sind.