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Verfahren und Vorrichtung zum automatischen Regenerien von
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Ionenaustauschern in Patronen Bei der vorliegenden Erfindung handelt
es sich um ein Verfahren und eine Vorrichtung, welche für das automatische Regenerieren
von Ionenaustauschern in Patronen sorgen.
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Gegenwärtig werden die in der Industrie verwendeten Ionenaustauscherpatronen
zum Regenerieren ans Werk zurückgeschickt, oder sie werden nach einem vereinheitlichten
Austauschsystem durch neue oder regenerierte Patronen ersetzt. Ein solches System
erfordert eine Organisation, bringt beträchtliche Zeitverluste mit sich und hat
hohe Verwaltungs- und Transportkosten zur Folge.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daherwctie Aufhabe zugrunde, diese
Nachteile zu beseitigen, indem sie ein Verfahren zum automatischen Regenerieren
von Ionenaustauschern in Patronen verwirklicht und eine
automatische
Regenerierstation zur Durchführung dieses Verfahrens einbringt.
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tinte sclche Station hat den Verteil, daß der Transport der Latronen
entfällt und sie ermöglicht deren Benutze das automatische Regenerieren, ohne die
Funktion dieser Austauscher zu stören.
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Aufgrund ihrer kompakten Bauweise krnn sich die Station in der Nähe
der Austauscher befinden, und die patronen onen mit der Regenerierstation in dem
moment verbunden werden, wo es am wenigsten stört.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch das Verfahren gemäß
Erfindung gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Ionenaustauscherpatronen
zum Regenerieren mindestens einem programmierten Spülvorgang von vorher bestinlmter
Dauer unterzogen werden, und zwir mit Hilfe von Wasser und geeigneten Re:5.renzien.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsart steuert eine elektronische Steuerung
eine zentrale Pumpe, die Spülflüssigkeiten und/oaer Reagenzien durch die Ionenaustauscherpatronen
pumpt, und mindestens zwei Ventile, welche den Durchfluß der Spülmittel und/oder
der Reagenzien jeweils freigeben oder unterbinden. Das erfolgt in abhängigkeit von
einem vorher festgelegten Programm und von lokalen Informationen, welche die Durchflußmeßgeräte
übermitteln, die in Die Wasser- und/oder Reagenzienkreisläufe eingebaut sind.
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Die Vorrichtung zur Durchführung diesen Verfahren ist dadurch gekennzeichnet,
d:.ß sie aus einem Chassis besteht, dl.- mit Teilen zum Festhalten und Anschließen
von mindestens einer zu regenerierenden Ionenaustauscherpatrone bestückt ist, daß
sie eine zentrale fumpe aufweist, daß sie Steuerventile hat, die zum Regenerieren
Spülflüssigkeiten und/oder Reagenzien in die besagten Patronen hineinlassen und
dadurch, daß sie eine programmierbare elektronische Steuerung beinhältet, welche
den Ablauf des Regenerierprogrammes steuert und die Dauer der Programmphasen bestimmt.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsart enthält die obige Vorrichtung
Durchflußmeßgeräte,
welche den Durchfluß von Spülflüssigkeiten und/oder Reagenzien exakt messen und
entsprechende Signale an die elektronische Steuerung übermitteln.
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Die Vorrichtung beinhaltet vorteilhafterwei.se einen ganzen Komplex
von einzelnen Kreisläufen, die in Reihen angeordnet sind und von denen jeder ein
Ventil zum Regulieren des Durchflusses, eine zu regenerierende Ionenaustauscherpatrone,
einen Durchflußmesser und ein manuell betätigtes Ventil zum Unterbrechen des Kreislaufes
aufweist. Das Ventil, welches den Durchfluß reguliert, wird vorzugweise von Hand
betätigt, es könnte aber auch über eine Steuerung gesteuert werden. Die Durchflußmeßgeräte
sind in ihrer art bekannt.
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Sie bestehen aus einer durchsichtigen, leicht konischen Röhre mit
einer Skala. im intern dieser Röhre bewegt sich ein konischer Schwimmer. Diese Durchflußmesser
könnten jedoch durch sämtliche anderen geeigneten Meßinstrumente wie z.B. Durchflußmeßgeräte
mit numerischer Anzeige ersetzt worden.
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Die einzelnen Kreisläufe sind einerseits an den Ausgang der zentralen
Pullipe und andererseits an den fiir die verschiedenen Kreisläufe gemeinsagen Rücklauf
des Spülflüssigkeiten und/oder Reagenzien parallel angeschlossen.
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Die Vorrichtung weist im übrigen eine erste und eine zweite Gruppe
mit gesteuerten Ventilen auf. Die Ausgänge der Ventile der ersten Gruppe sind an
den Eingang der zentralen Pumpe ßngeschlossen, die Eingänge der Ventile sind jeweils
mit den entsprechenden Ausgängen der halter verbunden, welche die Spülmittel und/oder
Reagenzien enthalten. Bei den Ventilen der zweiten Gruppe sind die Eingänge an den
für die einzelnen Kreisläufe gemeinsam geltenden Rücklauf angeschlossen, wlihrcnd
die Ausgänge der Ventile mit den entsprechenden Behältern verbunden sind, welche
die Spülflüssigkeiten und/oder Reagenzien enthalten. Jedes Ventil der ersten Gruppe
funktioniert in Übereinstimmung mit einem Ventil der zweiten Gruppe und gehört zu
einem Behälter, der ein bestimmtes Mittel enthält, das entweder zum Spülen oder
zum Regenerieren der Ionenaustauscher in den Patronen dient.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsart werden diese Ventile pneumatisch
gesteuert. Ein Kompressor, der sich auf dem Chassis der Vorrichtung befindet, versorgt
sie mit Druckluft.
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Die vörliegende Erfindung soll anhand des nachfolgenden Ausführungsbeispieles
und der beigefiNgtezJ Zeichnungen näher erläutert werden.
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Fig. 1 gibt schem.ltilch eine Ansicht der Vorrichtung gemäß Erfindung
wieder und zeigt vor allem die Verbindungen zwischen den einzelnen Kreisläufen Fig.
2 zeigt die Vorrichtung gemäß Erfindung von vorne mit den verchiedenen Elementen,
die sich auf der Vorderseite befinden Fig. 3 zeigt die Vorrichtung gemäß Erfindung
von hinten mit den entsprechenden Elementen, die sich auf der Rückseite befinden
Bezugnehrnend auf die Abbildungen ist die Vorrichtung 10 auf einen Chassis befestigt,
das aus zwei seitlichen Trägern 11 und 12 und in der Mitte aus einer Platte 13 besteht,
die zwischen den seitlichen Trägern 11 und 12 befestigt ist und auf der sich die
Elemente der beschriebenen Vorrichtung befinden.
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Diese Vorrichtung besteht'vor alle aus einer ersten Gruppe von 3 gesteuerten
Ventilen 14, 15 und 16, deren jeweilige Eingänge 14a, 15a bzw. 16a mit den entsprechenden
Ausgängen der drei Behälter 17, 18 und 19 verbunden sind, we]che z.B. Wasser bzw.
Salzsäure bzw. Natronlauge enthalten. Es versteht sich von selbst, daß die Zahl
der Ventile und der Behältnisse, welche die Spülflüssigkeiten und/oder Reagenzien
beinhalten, nicht auf drei beschränkt ist und von der Gesamtanlage, in welche die
beschriebene Vorrichtung eingebaut wird, abhängt. Die Ausgänge 14b, 15b, 16b der
gesteuerten Ventile 14, 15 und 16 sind an den Eingang 20 einer zentralen Pumpe 21
parallel angeschlossen.
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Die Vorrichtung beinhaltet übrigens eine zweite Gruppe von gesteuerten
Ventilen 22, 23 und 24, die identisch sind und jeweils in Übereinstimmung mit den
gesteuerten Ventilen 14, 15 und 16 funkticnieren. Diese Ventile werden vorzugsweise
pneumatisch gesteuert, sie können aber auch autciijatiscli gesteuert werden, nämlich
durch Elektromagnete oder durch jede andere bekannte Nöglichkeit.
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Die jeweiligen Ausgänge 22a, 23a und 2ta der gesteuerten Ventile 22,
23 und 24 sind mit den ,jeweiligen Eingängen der entsprechenden Behälter 17, 18
und 19 verbunden. Die Eingänge 22b, 23b und 24b der entsprechenden Ventile 22, 23
und 24 sind mit einem für die einzelnen Kreislaufe (Beschreibung s.u.) gemeinsamen
Rücklauf 25 parallel verbunden, wobei jeder Kreislauf einzeln mit einer zu regenerierenden
Ionenau.;tauscherpatrone 26, 27, 28 und 29 verbunden ist.
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Die einzelnen Kreisläufe sind an den Ausgang 30 der zentralen Pumpe
21 parallel angeschlossen. Sie sind gleich und jeder einzelne beinhaltet ein manuell
betiitigtes Regulierventil 31 zum Steuern des Durchflusses, ein Durchflußmeßgerät
32 der bekannten :rt und ein von Hand gesteuertes Ventil 33 zum Unterbrechen des
Kreislaufes.
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Die Ausgänge der Unterbrecherventile 33 sind parallel mit dem Rücklauf
25 verbunden. Die Durchflußmesser 32 bestehen vorzugsweise aus durchsichtigen, leicht
konischen Röhren mit Skalen. Im Innern der Röhre bewegt sich ein Schwimmer, der
konisch ist und je nachdem, welche Position er der Höhe nach einnimmt, die konische
Röhre mehr oder weniger verschließt, wobei seine Position einem bestimmten Durchfluß
entspricht.
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Um eine Gruppe von vier Ionenaustauscherpatronen 26, 27, 28, 29, die
bereitgestellt und mit der beschriebenen Vorrichtung verbunden sind, regenerieren
zu können, muß das Bedienungspersonal zuerst eine der Tasten des Vorwählgerätes
34 driicken, welches die programmierte Steuerung, die sich in dem Gehäuse 35 befindet,
beeinflußt.
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Die Regenerierphasen sind die folgenden:
Die gesteuerten
Ventile 14 und 22, welche mit dem Spülwasserbehälter 17 verbunden sind, öffnen ich
und die zentrale Pumpe 21 wird von einem geeigneten Motor (nicht dargestellt) angetrieben.
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Wenn die vi.er in Fig. 4 dargestellten Kreisläufe in Betrieb sind,
dann sind die vier Unterbrecherventile 33 zwangsläufig geöffnet. Besagte Ventile
ermöglichen es ;rdecii, einen der Kreisläufe zu unterbrechen, z.B., wenn das Bedienungspersonal
weniger als vier Ionenaustauscher zu regenerieren beabsichtigt.
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Das Bedienungspersonal reguliert den Durchfluß manuell, indem es die
Ventile 31 betätigt und den Durchflußwert auf den Durchflußmeßgeräten 32 kontrolliert.
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Das Spülwasser, das durch die verschiedenen, parallel angeordneten
Kreisläufe fließt und vom Rücklauf 25 wieder aufgenommen wird, gelangt durch das
gesteuerte Ventil 22 zurück in den Behälter 17.
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Diese erste Spülphase kann z.B. fiinf Minuten dauern. Nach Ablauf
dieser Phase schrießen die Ventile 14 und 22 gleichzeitig, und die Pumpe 21 steht.
Diese erste Phase wird nun durch eine Regenerierphase ersetzt, im Laufe welcher
sich die Ventile 15 und 23 oder 16 und 24 (je nach Art der Regenerierung) gleichzeitig
öffnen und die Pumpe 21 das geeignete Reagens durch die einzelnen Kreisläufe pumpt,
die zu den verschiedenen Ionenaustauschern gehören. Die programmierte Steuerung
35 sorgt schließlich abwechselnd für Spül- und Regenerierphasen, deren Dauer in
voraus bestimmt wird.
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Fig. 2 und 3 zeigen die verschiedenen Elemente der oben beschriebenen
Vorrichtung, welche beiderseits der in der Mitte befindlichen Platte 13 angebracht
sind. Die lonenaustauscherpatronen 26, 27, 28, 29 werden auf an sich bekannte Art
angeschlossen, und zwar unten einer ein Anschußelement mit Dorn 36 und oben über
biegsame Schläuche 37. Die gesteuerten Ventile sind pneumatisch und werden vorzugsweise
von einem Kompressor
38, der sich auf dem Chassis der Vorrichtung
befindet, versorgt.
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Auf der Grundplatte 39 sind sogenannte Ständer 40 befestigt, welche
einen Dorn 36 enthalten, der als Anschluß für die verschiedenen Ionenaustauscherpatronen
26, 27, 28, 29 dient. Halterungen 41, die senkrecht zur Platte 13 angebracht sind,
sorgen in Verbindung mit Gurten 42 dafür, daß besagte Patronen festgehalten werden.
Die Vorderseite der Vorrichtung enthält vor allem die Steuerorgane wie das Vorwählgerät
34, das mit verschiedenen Tasten 43 versehen ist, die es möglich machen, die Art
der Regenerierung zu wählen, die für die Patronen infrage kommt. Somit wird jeglicher
Irrtum beim Umgang mit den Patronen ausgeschlossen, besonders das Einpumpen von
nicht geeigneten Reagenzien in die Patronen. Diese Vorderseite enthält auch das
Gehäuse 35 mit der programmierten Steuerung ebense wie die Gruppe von Ventilen 33,
welche den Durchfluß reguliert.
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Jede. Ventil sitzt auf einem Rohrstück 44 des jeweiligen Kreislaufes
und gehört zu einer Ionenaustauscherpatrone. Die Durchflußmeßgeräte 32 befinden
sich ebenfalls auf der Vorderseite und bestehen aus transparenten, konischen Röhren,
in deren Innern sich Schwimmer 45 bewegen.
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Auf der Rückseite der Platte 13 sind die verschiedenen Rohre untergebracht,
welche der Vorrichtung als Kreisläufe dienen.
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Auf der Grundplatte 39 befinden sich vor allem die Pumpe 21, ihr Antriebsmotor,
der Kompressor 38 und die beiden Grupper gesteuerter Ventile 14, 15 16 und 22, 23
24.
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Es versteht sich von selbst, daß die vorliegende Erfindung nicht auf
die dargestellte Vorrichtung beschränkt ist. Sie kann zahlreichen Veränderungen
unterliegen und sich für den Fachm@nn in verschiedenen deutlichen Var@@nten präsentieren.
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Vor allem die Zahl der einzelnen Kreisläufe und folglich die Zahl
der zu regenerierenden Patronen ist nicht auf vier begrenzt.
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Sie kann höher oder niederer sein. Ebense wie gewisse Ideen der Verwirklichung,
die in der vorliegender. Eingabe angewandt sind, durch andere ersetzt werden können.
Regulierungen von Rand können automatisch vergenommen werden. Die pneumatische
Steuerung
kann durch eine hydraulische oder elektromagnetische ersetzt werden.