EP2721329A1 - Fitting for changing liquid paths - Google Patents

Fitting for changing liquid paths

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Publication number
EP2721329A1
EP2721329A1 EP12728219.2A EP12728219A EP2721329A1 EP 2721329 A1 EP2721329 A1 EP 2721329A1 EP 12728219 A EP12728219 A EP 12728219A EP 2721329 A1 EP2721329 A1 EP 2721329A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
shut
piece
fitting
flow
inlet
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP12728219.2A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Ralf Diederich
Wolfgang Kochanowski
Stefan Schäfer
Gerhard Schwarz
Peter Hartmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KSB AG
Original Assignee
KSB AG
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Filing date
Publication date
Application filed by KSB AG filed Critical KSB AG
Publication of EP2721329A1 publication Critical patent/EP2721329A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/32—Details
    • F16K1/52—Means for additional adjustment of the rate of flow
    • F16K1/526—Means for additional adjustment of the rate of flow for limiting the maximum flow rate, using a second valve
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K11/00—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
    • F16K11/10—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with two or more closure members not moving as a unit
    • F16K11/20—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with two or more closure members not moving as a unit operated by separate actuating members
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
    • B01D61/10—Accessories; Auxiliary operations
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    • F16K27/04—Construction of housing; Use of materials therefor of sliding valves
    • F16K27/041—Construction of housing; Use of materials therefor of sliding valves cylindrical slide valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16K3/24—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with sealing faces shaped as surfaces of solids of revolution with cylindrical valve members
    • F16K3/246—Combination of a sliding valve and a lift valve
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16K3/26—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with sealing faces shaped as surfaces of solids of revolution with cylindrical valve members with fluid passages in the valve member
    • F16K3/267—Combination of a sliding valve and a lift valve
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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    • B01D2313/00—Details relating to membrane modules or apparatus
    • B01D2313/18—Specific valves
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    • Y10T137/8593—Systems
    • Y10T137/87917—Flow path with serial valves and/or closures

Definitions

  • the invention relates to a valve for switching fluid paths, in particular for systems with a pressure exchanger, which has flowed through in alternate directions pipes, with a housing comprising an inlet piece, an outlet piece and a connection piece for a pipe, the fitting at least one Shut-off body which is connected to an actuator which communicates with a control device which is adapted to establish a fluid flow between the inlet piece and the connecting piece or between the connecting piece and the outlet piece.
  • Such a fitting is used in pressure exchangers, as used for example in seawater desalination plants by the reverse osmosis process.
  • a seawater stream is fed under high pressure membrane modules. Pure water is forced through the membrane while the salt dissolved in the water is retained. The proportion flowing through is referred to as the permeate stream, the retained fraction as the retentate stream.
  • the retentate stream is enriched in salts and still has a high pressure.
  • Pressure exchangers consist of at least two pipelines. Inside the tubes, a displaceable separating body can be arranged. At the beginning of a cycle, the first pipe is filled with seawater. The separator is located at one end of the tube. Now, high-pressure retentate fed. The seawater and the high-pressure retentate are separated by the separating body. The high-pressure retentate forces the seawater out of the pipe and feeds it to the membrane modules. The high-pressure retentate releases its pressure and becomes a low-pressure retentate.
  • the second tube is initially filled with low-pressure retentate. Then the second pipe is fed with seawater. Seawater and low-pressure retentate are separated by a separating body. The seawater pushes the low pressure retentate out of the second tube.
  • WO 2010/091988 A1 a fitting with a housing made of plastic is described.
  • the fitting is used in coffee machines with flow rates of 400 mL / min and a maximum working pressure of 2.5 bar.
  • the fitting has an inlet channel and three outlet channels. By activating solenoid valves, the inlet port is connected to one of the outlet ports.
  • WO 2004/080576 A1 describes a fitting which is suitable for use in pressure exchangers in seawater desalination plants.
  • a rotatable control element is arranged within a housing, which is driven by a motor via a drive shaft.
  • a fitting for low-pressure switching is described in DE 103 10 662 A1.
  • a flow divider Within a housing of the valve is a flow divider. On each end face of the flow divider, a rotating disk-shaped control is arranged.
  • WO 2010/141013 A1 describes * a reverse osmosis system with a pressure exchanger in which a disk valve is used as a flow divider.
  • JP 2010253344 A a reverse osmosis system is known in which in the lines leading to the pressure exchanger or away from this each pure open / close valves are arranged, which are designed as slide valves.
  • the invention has for its object to provide a fitting with the features described above, which is inexpensive and allows a low pressure surge switching of fluid streams. With the fitting should be operable in pressure exchangers and an odd number of tubes. In addition, a reliable operation with low maintenance should be guaranteed. Furthermore, the shut-off should be easy to operate even at a high back pressure. By using these fittings a clear and compact design of a pressure exchanger for a reverse osmosis system is to be ensured. This object is achieved in that in each case a shut-off body is arranged in the inlet piece and the Ausiass published, which are axially displaceable for varying the size of flow openings.
  • a fitting is connected to one side of the pressure exchanger, which has two axially displaceable shut-off body within a housing.
  • each shut-off body is connected to a separate actuator.
  • the switching operation is carried out by axial displacement of the shut-off body, which are arranged in the inlet piece and Ausiass published of the housing.
  • the fitting according to the invention is designed much clearer and can be manufactured inexpensively.
  • a particularly low-pressure Umschaltvorgahg is accomplished.
  • the valve works largely trouble-free, so that only a small amount of maintenance is required.
  • the fitting is not a pure switching fitting in which only a completely open or completely closed distinction is made between the states, but a regulating fitting which, in addition to the pure switching, makes it possible to regulate the fluid flow.
  • the housing is an integral part, in particular a casting, which is formed by the inlet piece, the Ausiasswin and the connector. These are preferably nozzles, which are integrally formed on the housing.
  • the inlet port, the outlet port and the connecting piece are formed integrally with the housing.
  • the valve is operated in periodic cycles.
  • the flow-through opening in the outlet piece is completely closed.
  • the shut-off valve opens in the inlet piece.
  • the flow-through opening in the inlet piece becomes larger until it is completely opened.
  • the flow opening in the inlet piece remains fully open.
  • the shut-off valve closes in the inlet section. The size of the flow opening in the inlet piece is reduced.
  • the flow opening in the inlet section is completely closed.
  • a first phase of the shut-off of the outlet opens.
  • the flow opening in the outlet piece increases.
  • the flow port of the outlet is fully open.
  • a third phase closes the shut-off of the outlet piece.
  • the flow opening in the outlet piece is reduced.
  • the actuators are controlled by the control device so that when opening and / or closing a flow opening, the actuating speed initially increases with a predetermined gradient and then takes place at a constant actuating speed. This reduces pressure surges.
  • a component is connected to the inlet piece. The flow passage is formed between the inlet of the housing and the component. The shut-off is guided during its axial displacement of the housing and / or the component. When closing and opening the fluid flows perpendicular to the movement of the shut-off.
  • a component can also be attached to the outlet piece.
  • the flow opening is formed between the component and the Ausiass published of the housing.
  • this component carries the actuator of the shut-off.
  • the size of the flow opening is varied by axial displacement of the shut-off body, the shut-off body being guided by the housing and / or the component during its axial displacement.
  • the fluid flows radially to the displacement direction, so that the shut-off body moves perpendicular to the fluid flow.
  • the shut-off body in the inlet piece is preferably cylindrical.
  • the component, which is connected to the inlet piece comprises a hollow cylindrical guide element which projects into the inlet piece. The guide element is closed towards the on-flow direction, so that the guide element is cup-shaped. The cylindrical shut-off shifts when opening and closing in the hollow cylindrical guide element.
  • shut-off body closes the flow opening in the inlet piece, then the retentate acts perpendicular to the outer lateral surface of the cylindrical shut-off body. This facilitates opening, as in contrast to conventional fittings no force in the direction of movement of the shut-off but perpendicular acts.
  • the hollow cylindrical guide element is formed by the housing itself.
  • the shut-off is also cylindrical and moves in the hollow cylindrical guide element.
  • the guide element is closed to the inflow direction, so that the guide element is cup-shaped.
  • a component is connected to the outlet piece.
  • the shut-off is actuated by means of an actuator.
  • the inlet piece and the outlet piece are preferably aligned at an angle of 90 ° to each other.
  • FIG. 1 is a perspective view of a fitting with a view of the
  • FIG. 3 is a plan view of the fitting
  • FIG. 4 is a front view of the fitting
  • FIG. 6 is a schematic representation of a seawater desalination plant
  • FIG. 7 a shows a side view of the pressure exchanger of a seawater desalination plant
  • 7 b is a plan view of the pressure exchanger of a seawater desalination plant
  • Fig. 1 and Fig. 2 show perspective views of a valve 28 for switching fluid flows.
  • a fitting 28 with a control device is used for switching fluid paths, for example, in a pressure exchanger 29 of a desalination plant according to the reverse osmosis method.
  • 6 shows that a pressure exchanger 29 comprises tubes 30, at least one tube 30 of high-pressure retentate and at least one other tube 30 of seawater flowing in periodically alternately. Each tube 30 is connected at one end via the connector 1 with the fitting 28.
  • the high-pressure retentate leaving the membrane module 33 is supplied through the inlet piece 2. After the fluid has transferred its pressure, it is discharged as a low-pressure retentate through the outlet piece 3.
  • FIG. 1 and 2 show that a component 4 is connected to the inlet piece 2 via a flange connection.
  • the component 5 comprises a flange 6, to which a 90 ° pipe bend 7 is welded.
  • the pipe bend 7 carries a hydraulic actuator 8, which is fastened by means of a holding arrangement 9.
  • the holding arrangement 9 is welded to the pipe bend 7.
  • FIG. 3 is a plan view of the valve 28 is shown.
  • the fluid flows into the inlet piece 2 through an opening 13 of the component 4.
  • a pipe 30 of the pressure exchanger 29, which is operated in alternating flow directions, is connected to a flange 14 of the connection piece 1.
  • Fig. 4 shows a front view of the changeover valve.
  • One of the tubes 30 of the pressure exchanger 29 is fastened to the flange 14 of the attachment piece 1.
  • the high-pressure fluid flows through the component 4 and the inlet piece 2 into the fitting 28.
  • high-pressure retentate flows out of an opening 15 of the fitting 1 out of the fitting 28.
  • low-pressure retentate flows through the opening 15 of the connection piece 1 into the fitting 28.
  • FIG. 5 shows a section along the B-B line according to FIG. 4.
  • the fitting 28 according to the invention comprises a housing 11, which comprises a Einiasswin 2, an outlet piece 3 and a connector 1.
  • the connector 1 is operated in alternating flow directions.
  • a shut-off body 17, 18 is arranged in each case.
  • the shut-off body 7, 18 are each connected to a steep drive 8, 10.
  • the actuators 8, 10 are actuable via a control device.
  • a fluid flow takes place either between the inlet piece 3 and the connection piece 1 or between the connection piece 1 and the outlet piece 3.
  • the size of a flow opening can be varied by axially displacing one of the shut-off members 17, 18.
  • the heart of the device according to the invention is the housing 11, which consists of the inlet piece 2, the outlet piece 3 and the connecting piece 1. It is a one-piece structure, which is made in the embodiment as a casting.
  • a shut-off 17 is arranged, which is connected to the actuator 10 via an adjusting rod 16.
  • a shut-off body 18 is arranged, which is connected via a VersteNstange 19 with the actuator 8.
  • the shut-off body 17, 18 are cylindrical.
  • In the exemplary embodiment are hollow cylinders which are closed at one end and thus formed cup-like.
  • the actuators 8, 10 can be actuated. Both actuators 8, 10 are assigned to a common control device. Preferably, this is a programmable logic controller.
  • a component 4 is added, which includes a guide member 20.
  • the guide member 20 is a Hohlzyiinder in which the cylindrical shut-off body 17 moves during opening and closing.
  • the shut-off body 17 moves in its axial displacement perpendicular to the fluid flow.
  • the inner diameter of the hollow cylindrical guide element 20 is slightly larger than the outer diameter of the hollow cylindrical shut-off body 17th
  • the guide element 20 is closed towards the direction of flow and thus formed like a cup.
  • the cylindrical shut-off body 17 is formed in the embodiment as a hollow cylinder and has a bottom with openings 22 through which the trapped between shut-off body 17 and guide member 20 fluid can escape during the opening process.
  • shut-off body 17 moves upwards, a through-flow opening between the hohyii-Indian guide element 20 of the component 4 and the housing 11 is enlarged. From the shut-off body 17 webs 23 protrude into the flow opening. In the illustration in FIG. 5, the section passes through these webs 23.
  • the outlet piece 3 comprises a guide element 24.
  • the guide element 24 is a hollow cylinder.
  • the guide member 24 is formed by the outlet piece 3 of the housing 11.
  • the cylindrical shut-off body moves 18.
  • the inner diameter of the hohyiiwitz guide element 24 is slightly larger than the outer diameter of the hollow cylindrical shut-off body 18.
  • the shut-off body 18 moves in its axial displacement perpendicular to the fluid flow.
  • the guide element 24 is closed to the inflow direction and thus formed like a cup.
  • the cup-shaped shut-off body 18 is provided at its bottom with openings 26 through which the trapped between shut-off body 18 and guide member 24 fluid can escape during the opening process.
  • a component 5 is added, which comprises a flange 6.
  • the guide element 24 is part of the housing 1 1.
  • the flange 6 is part of the component 5.
  • the flow opening between the housing 1 1 and the component 5 is formed. From the shut-off body 18 webs 27 protrude into the flow opening. In the illustration in FIG. 5, the section goes through these webs 27.
  • the armature 28 is operated in periodic cycles. In the first cycle, the flow of fluid from the inlet piece 2 to the connecting piece 1 takes place. In the second cycle, the fluid flow takes place from the connecting piece 1 to the outlet piece 3.
  • the flow opening in the outlet piece 3 is completely closed.
  • the shut-off body 17 opens in the inlet piece 2.
  • the flow-through opening in the inlet piece 2 becomes larger until it is completely opened.
  • the flow opening in the inlet piece 2 remains fully open.
  • the shut-off body 17 closes in the inlet piece 2, wherein the size of the flow opening in the inlet piece 2 decreases.
  • FIG. 6 shows a plant for seawater desalination according to the reverse osmosis process with a pressure exchanger 29 comprising three tubes 30. In the pressure exchanger 29, three valves 28 are used. By using the devices according to the invention it is thus possible to operate a pressure exchanger 29 with an odd number of tubes 30.
  • Each tube 30 is provided at one end with a fitting 28 according to the invention and at the other end with a check valve 31, which are designed in the embodiment as check valves.
  • a feed stream of seawater is fed to a membrane unit 33.
  • the seawater is cleaned before its storage in the reservoir 32, or before being supplied to the membrane unit 33, of components which could damage the semi-permeable membrane.
  • the semipermeable membrane may consist, for example, of polyamide, PTFE or sulfonated copolymers having a pore diameter of 5-10 "7 to 5 '10 " 6 mm.
  • the membrane lets water through and keeps the salts back.
  • the membrane unit 33 separates the feed stream into a permeate stream and a residual stream.
  • the permeate stream is largely salt-free, pure water.
  • the retentate stream has a higher salt concentration than the fed feed stream.
  • the retentate flow flows after the diaphragm unit 33 under high pressure in each case to the fittings 28 according to the invention via their inlet pieces 2.
  • Fig. 6 illustrates a snapshot, in which the shut-off 17, 18 of the fittings 28 occupy a position in which from the middle and lower tube 30, the Low-pressure retentate is pressed out.
  • a shut-off body 17 closes the inlet piece 2 of the lower and middle fitting 28, while the shut-off 8 occupy an open position in the outlet pieces 3 of these two valves 28.
  • seawater is forced out of the upper tube 30.
  • the inlet piece 2 is opened while the outlet piece 3 is closed.
  • the seawater flows through a check valve 31 and a pump 35 to the membrane unit 33.
  • the feed stream is additionally fed by a current which is supplied via a pump 36. While the seawater is displaced from the upper tube 30, the upper tube 30 simultaneously fills with high pressure retentate from the membrane unit 33.
  • seawater and retentate in the tubes 30 of the pressure exchanger 29 are not separated from a separating body.
  • FIGS. 7a and 7b show the pressure exchanger 29 from different perspectives. It comprises three tubes 30. Each tube 30 is provided at one end with a fitting 28 according to the invention and at the other end with a non-return valve 31. The fittings 28 are connected via the connecting pieces 1 with the tubes 30. High-pressure retentate enters the tubes 30 through the inlet pieces 2 of the fittings 28. Through the outlet piece 3 of the valves 28 low-pressure retentate exits.
  • Each non-return valve 31 has an inlet 37 through which seawater flows into the associated pipe 30 and an outlet 38 through which the seawater located in the pipe 30 is conveyed out.
  • Fig. 8 shows a perspective sectional view of the fitting 28.
  • the shut-off body 17 in the inlet piece 2 is guided axially displaceable and is actuated by means of an adjusting rod 16.
  • the actuators 8, 10 can be actuated. Both actuators 8, 10 are assigned to a common control device. Preferably, this is a programmable logic controller. By axial displacement of at least one shut-off body 17, 18, the size of a flow opening is varied.
  • a component 4 which includes a guide member 20.
  • the guide member 20 is a hollow cylinder in which the shut-off body 17 moves.
  • the shut-off body 17 moves perpendicular to the fluid flow during its axial displacement.
  • the cup-shaped shut-off body 17 is provided at its bottom with openings 22 through which the trapped between shut-off body 17 and guide member 20 fluid can escape during the opening process.
  • shut-off body 17 moves upwards, a flow-through opening between the hollow-cylindrical guide element 20 of the component 4 and the housing 11 is enlarged. om shut-off 17 protrude webs 23 in the flow opening. Closes the shut-off 17, the flow opening of the inlet piece 2, the retentate acts perpendicular to the outer surface of the hollow cylindrical shut-off body 17. This facilitates the opening of the shut-17, since in contrast to conventional fittings no force in the direction of movement of the shut-17 acts but perpendicular thereto.
  • shut-off body 17 in the inlet piece 2 is in an open position, then the fluid flows radially in and out axially.
  • 9 shows an enlarged view of the outlet piece 3 of the fitting 28.
  • the cylindrical shut-off body 18 in the outlet piece 3 is guided in an axially displaceable manner and is actuated via an adjusting rod 19.
  • the guide element 24 of the outlet piece 3 is a hollow cylinder. In the hollow cylindrical guide member 24, the shut-off body 18 moves. The shut-off body 18 moves in its axial displacement perpendicular to the fluid flow.
  • a component 5 is added, which comprises a flange 6.
  • the guide element 24 is part of the housing 1 1.
  • the flange 6 is part of the component 5.
  • the flow opening between the housing 1 1 and the component 5 is formed. From the shut-off body 18 webs 27 protrude into the flow opening.
  • a guide element is formed by the housing itself.
  • the shut-off body 18 is likewise hollow-cylindrical and moves in the hollow-cylindrical guide element 24. If the shut-off body 18 closes the flow-through opening in the outlet piece 3, the retentate acts perpendicular to the outer lateral surface of the cup-shaped shut-off body 18. This facilitates the opening of the flow opening, in contrast to FIG conventional fittings no force in the direction of movement of the shut-off 18 acts, but perpendicular thereto. If the shut-off body 18 in the outlet piece 3 is in an open position, then the fluid flows radially in the direction of displacement of the shut-off body 18 and then continues to flow axially.

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Abstract

The invention relates to a fitting (28) for changing liquid paths, in particular for systems having a pressure exchanger (29). The pressure exchanger has pipes (30) having alternating flow direction. The housing (11) of the fitting comprises an inlet piece (2), an outlet piece (3), and a connection piece (1) for a pipe (30). The fitting has at least one shut-off element (17, 18) that is connected to an actuator (8, 10). The actuator (8, 10) is connected to a control device that is configured to produce a liquid flow between the inlet piece (2) and the connection piece (1), or between the connection piece (1) and the outlet piece (3). One shut-off element (17, 18) each is arranged in the inlet piece (2) and the outlet piece (3) respectively. The shut-off elements (17, 18) are axially movable to vary the size of flow openings.

Description

Beschreibung  description
Armatur zum Umschalten von Fluidwegen Valve for switching fluid paths
Die Erfindung betrifft eine Armatur zum Umschalten von Fluidwegen, insbesondere für Anlagen mit einem Drucktauscher, der in wechselnder Richtung durchströmte Rohre aufweist, mit einem Gehäuse, das ein Einlassstück, ein Auslassstück und ein An- schlussstück für ein Rohr umfasst, wobei die Armatur mindestens einen Absperrkörper aufweist, der mit einem Stellantrieb verbunden ist, welcher mit einer Steuereinrichtung in Verbindung steht, die dazu eingerichtet ist, einen Fluidfluss zwischen dem Einlassstück und dem Anschlussstück oder zwischen dem Anschlussstück und dem Auslassstück herzustellen. The invention relates to a valve for switching fluid paths, in particular for systems with a pressure exchanger, which has flowed through in alternate directions pipes, with a housing comprising an inlet piece, an outlet piece and a connection piece for a pipe, the fitting at least one Shut-off body which is connected to an actuator which communicates with a control device which is adapted to establish a fluid flow between the inlet piece and the connecting piece or between the connecting piece and the outlet piece.
Eine solche Armatur wird bei Drucktauschern verwendet, wie sie beispielsweise bei Meerwasserentsalzungsanlagen nach dem Umkehr-Osmose Verfahren zum Einsatz kommen. Dabei wird ein Meerwasserstrom unter hohem Druck Membranmodulen zugeführt. Reines Wasser wird durch die Membran hindurchgedrückt, während das im Was- ser gelöste Salz zurückgehalten wird. Der durchströmende Anteil wird als Per- meatstrom, der zurückgehaltene Anteil als Retentatstrom bezeichnet. Such a fitting is used in pressure exchangers, as used for example in seawater desalination plants by the reverse osmosis process. A seawater stream is fed under high pressure membrane modules. Pure water is forced through the membrane while the salt dissolved in the water is retained. The proportion flowing through is referred to as the permeate stream, the retained fraction as the retentate stream.
Der Retentatstrom ist an Salzen angereichert und besitzt noch einen hohen Druck. Dieser wird mittels eines Drucktauschers genutzt. Drucktauscher bestehen aus mindestens zwei Rohrleitungen. Im Inneren der Rohre kann ein verschiebbarer Trennkörper angeordnet sein. Zu Beginn eines Zyklus ist das erste Rohr mit Meerwasser gefüllt. Der Trennkörper befindet sich an einem Ende des Rohres. Nun wird Hochdruck-Retentat zugeleitet. Das Meerwasser und das Hochdruck-Retentat sind durch den Trennkörper separiert. Das Hochdruck-Retentat drückt das Meerwasser aus dem Rohr und führt es den Membranmodulen zu. Dabei gibt das Hochdruck-Retentat seinen Druck ab und wird zu Niederdruck-Retentat. The retentate stream is enriched in salts and still has a high pressure. This is used by means of a pressure exchanger. Pressure exchangers consist of at least two pipelines. Inside the tubes, a displaceable separating body can be arranged. At the beginning of a cycle, the first pipe is filled with seawater. The separator is located at one end of the tube. Now, high-pressure retentate fed. The seawater and the high-pressure retentate are separated by the separating body. The high-pressure retentate forces the seawater out of the pipe and feeds it to the membrane modules. The high-pressure retentate releases its pressure and becomes a low-pressure retentate.
Während dieser Vorgang im ersten Rohr abläuft, finden im zweiten Rohr folgende Vorgänge statt: Das zweite Rohr ist zunächst mit Niederdruck-Retentat gefüllt. Dann wird dem zweiten Rohr Meerwasser zugeleitet. Meerwasser und Niederdruck-Retentat sind von einem Trennkörper separiert. Das Meerwasser drückt das Niederdruck-Retentat aus dem zweiten Rohr. While this process takes place in the first tube, the following processes take place in the second tube: The second tube is initially filled with low-pressure retentate. Then the second pipe is fed with seawater. Seawater and low-pressure retentate are separated by a separating body. The seawater pushes the low pressure retentate out of the second tube.
Im periodischen Wechsel strömt somit einem Rohr Hochdruck-Retentat zu während dem anderen Rohr Meerwasser zuströmt. Der Umschaltvorgang erfolgt mit gattungsgemäßen Armaturen an die besondere Anforderungen gestellt werden. Das Anschlussstück wird in wechselnden Strömungsrichtungen betrieben, wobei während des ersten Zyklus das Hochdruck-Fluid über das Einlassstück ein und zum Anschlussstück hinaus und während des zweiten Zyklus das Niederdruck-Fluid über das Anschlussstück ein und zum Auslassstück hinaus strömt. In periodic change thus flows a pipe high-pressure retentate while the other pipe seawater flows. The switching is done with generic fittings to the particular requirements. The fitting is operated in alternating flow directions, wherein during the first cycle the high pressure fluid flows in through the inlet and out the fitting and during the second cycle the low pressure fluid flows in via the fitting and out to the outlet.
Ein solcher Umschaltvorgang, bei dem ein Anschluss in wechselnden Strömungsrichtungen betrieben wird, kann mit herkömmlichen Mehrwegearmaturen, wie sie beispielsweise in der WO 2010/091988 A1 beschrieben werden, nicht gewährleistet werden. Sie sind aufgrund ihrer Schaltlogik und ihres konstruktiven Aufbaus nicht zum Ein- satz in Drucktauschern bei Meerwasserentsalzungsanlagen einsetzbar. In der WO 2010/091988 A1 wird eine Armatur mit einem Gehäuse aus Kunststoff beschrieben. Die Armatur wird in Kaffeemaschinen eingesetzt bei Durchfiussmengen von 400 mL/min und einem maximalen Arbeitsdruck von 2,5 bar. Die Armatur besitzt einen Einlasskanal und drei Auslasskanäle. Über die Aktivierung von Magnetventilen wird der Einlasskanal mit einem der Auslasskanäfe verbunden. Dagegen wird in der WO 2004/080576 A1 eine Armatur beschrieben, die für den Einsatz in Drucktauschern bei Meerwasserentsalzungsanlagen geeignet ist. Bei dieser Armatur ist innerhalb eines Gehäuses ein drehbares Steuerelement angeordnet, das über eine Antriebswelle von einem Motor angetrieben wird. Such a switching operation, in which a connection is operated in alternating flow directions, can not be guaranteed with conventional reusable fittings, as described, for example, in WO 2010/091988 A1. Due to their switching logic and design, they are not suitable for use in pressure exchangers in seawater desalination plants. In WO 2010/091988 A1 a fitting with a housing made of plastic is described. The fitting is used in coffee machines with flow rates of 400 mL / min and a maximum working pressure of 2.5 bar. The fitting has an inlet channel and three outlet channels. By activating solenoid valves, the inlet port is connected to one of the outlet ports. In contrast, WO 2004/080576 A1 describes a fitting which is suitable for use in pressure exchangers in seawater desalination plants. In this fitting, a rotatable control element is arranged within a housing, which is driven by a motor via a drive shaft.
Beim Umschalten der Fluidströme treten Druckstöße auf, welche die Membranen der Umkehr-Osmose-Anlagen beschädigen. When switching the fluid flows occur pressure surges, which damage the membranes of the reverse osmosis systems.
Eine Armatur zur druckstoßarmen Umschaltung wird in der DE 103 10 662 A1 be- schrieben. Innerhalb eines Gehäuses der Armatur befindet sich ein Strömungsteiler. An jeder Stirnseite des Strömungsteilers ist ein rotierendes scheibenförmiges Steuerelement angeordnet. A fitting for low-pressure switching is described in DE 103 10 662 A1. Within a housing of the valve is a flow divider. On each end face of the flow divider, a rotating disk-shaped control is arranged.
Die WO 2010/141013 A1 beschreibt* eine Umkehrosmoseanlage mit einem Drucktau- scher bei dem ein Scheibenventil als Strömungsteiler eingesetzt wird. WO 2010/141013 A1 describes * a reverse osmosis system with a pressure exchanger in which a disk valve is used as a flow divider.
Solche Armaturen sind konstruktiv sehr aufwendig und entsprechend kostspielig. Weiterhin kann nur eine gerade Anzahl von Rohren eines Drucktauschers mit dieser Armatur betrieben werden. Such fittings are structurally very expensive and correspondingly expensive. Furthermore, only an even number of tubes of a pressure exchanger can be operated with this fitting.
Des Weiteren ist aus der JP 2010253344 A eine Umkehrosmoseanlage bekannt, bei der in den Leitungen, die zum Drucktauscher hin- bzw. von diesem wegführen jeweils reine Auf-/Zu-Ventile angeordnet sind, die als Schieberventile ausgeführt sind. Vor diesem technologischen Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Armatur mit den eingangs beschriebenen Merkmalen bereit zu stellen, die kostengünstig ist und ein druckstoßarmes Umschalten von Fluidströmen ermöglicht. Mit der Armatur soll bei Drucktauschern auch eine ungerade Anzahl an Rohren betreibbar sein. Zudem soll ein zuverlässiger Betrieb bei geringem Wartungsaufwand gewährleistet sein. Weiterhin sollen die Absperrkörper auch bei einem hohem Gegendruck leicht betätigbar sein. Durch Einsatz dieser Armaturen soll eine übersichtliche und kompakte Bauweise eines Drucktauschers für eine Umkehrosmoseanlage gewährleistet werden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass im Einlassstück und im Ausiassstück jeweils ein Absperrkörper angeordnet ist, die zur Variation der Größe von Durchflussöffnungen axial verschieblich sind. Furthermore, from JP 2010253344 A a reverse osmosis system is known in which in the lines leading to the pressure exchanger or away from this each pure open / close valves are arranged, which are designed as slide valves. Against this technological background, the invention has for its object to provide a fitting with the features described above, which is inexpensive and allows a low pressure surge switching of fluid streams. With the fitting should be operable in pressure exchangers and an odd number of tubes. In addition, a reliable operation with low maintenance should be guaranteed. Furthermore, the shut-off should be easy to operate even at a high back pressure. By using these fittings a clear and compact design of a pressure exchanger for a reverse osmosis system is to be ensured. This object is achieved in that in each case a shut-off body is arranged in the inlet piece and the Ausiassstück, which are axially displaceable for varying the size of flow openings.
Erfindungsgemäß wird eine Armatur an eine Seite des Drucktauschers angeschlossen, die innerhalb eines Gehäuses zwei axial verschiebliche Absperrkörper aufweist. Vorzugsweise ist jeder Absperrkörper mit einem separaten Stellantrieb verbunden. Der Umschaltvorgang erfolgt durch axiale Verschiebung der Absperrkörper, die im Einlassstück und im Ausiassstück des Gehäuses angeordnet sind. Im Gegensatz zu rotierenden Umschaltsystemen ist die erfindungsgemäße Armatur deutlich übersichtlicher konstruiert und kann dadurch kostengünstig hergestellt werden. Zudem wird ein besonders druckstoßarmer Umschaltvorgahg bewerkstelligt. Zusätzlich arbeitet die Armatur weitgehend störungsfrei, so dass nur ein geringer Wartungsaufwand erforderlich ist. Mit den erfindungsgemäßen Armaturen sind auch Drucktauscher mit einer ungeraden Anzahl an Rohren betreibbar. According to the invention, a fitting is connected to one side of the pressure exchanger, which has two axially displaceable shut-off body within a housing. Preferably, each shut-off body is connected to a separate actuator. The switching operation is carried out by axial displacement of the shut-off body, which are arranged in the inlet piece and Ausiassstück of the housing. In contrast to rotating switching systems, the fitting according to the invention is designed much clearer and can be manufactured inexpensively. In addition, a particularly low-pressure Umschaltvorgahg is accomplished. In addition, the valve works largely trouble-free, so that only a small amount of maintenance is required. With the fittings according to the invention and pressure exchangers are operated with an odd number of tubes.
Erfindungsgemäß handelt es sich bei der Armatur nicht um eine reine Schaltarmatur, bei der lediglich zwischen den Zuständen vollständig offen bzw. vollständig geschlossen unterschieden wird, sondern um eine Regelarmatur, die neben dem reinen Umschalten eine Regulierung des Fluidstroms ermöglicht. Dadurch werden Druckstöße erheblich reduziert. Bei einer besonders vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist das Gehäuse ein einstückiges Teil, insbesondere ein Gussteil, das von dem Einlassstück, dem Ausiassstück und dem Anschlussstück gebildet wird. Dabei handelt es sich vorzugsweise um Stutzen, die an das Gehäuse angeformt sind. Der Einlassstutzen, der Auslassstutzen und der Anschlussstutzen sind einstückig mit dem Gehäuse ausgebildet. According to the invention, the fitting is not a pure switching fitting in which only a completely open or completely closed distinction is made between the states, but a regulating fitting which, in addition to the pure switching, makes it possible to regulate the fluid flow. As a result, pressure surges are significantly reduced. In a particularly advantageous embodiment of the invention, the housing is an integral part, in particular a casting, which is formed by the inlet piece, the Ausiassstück and the connector. These are preferably nozzles, which are integrally formed on the housing. The inlet port, the outlet port and the connecting piece are formed integrally with the housing.
Die Armatur wird in periodischen Zyklen betrieben. Im ersten Zyklus ist die Durchströmöffnung im Auslassstück vollständig geschlossen. Während einer ersten Phase öffnet der Absperrkörper im Einlassstück. Die Durchströmöffnung im Einlassstück wird größer bis sie vollständig geöffnet ist. Während einer zweiten Phase bleibt die Durchflussöffnung in Einlassstück vollständig geöffnet. Wäh- rend einer dritten Phase schließt der Absperrkörper im Einlassstück. Die Größe der Durchflussöffnung im Einlassstück verkleinert sich. The valve is operated in periodic cycles. In the first cycle, the flow-through opening in the outlet piece is completely closed. During a first phase of the shut-off valve opens in the inlet piece. The flow-through opening in the inlet piece becomes larger until it is completely opened. During a second phase, the flow opening in the inlet piece remains fully open. During a third phase, the shut-off valve closes in the inlet section. The size of the flow opening in the inlet piece is reduced.
Im zweiten Zyklus ist die Durchflussöffnung im Einlassstück vollständig geschlossen. Während einer ersten Phase öffnet der Absperrkörper des Auslassstücks. Die Durchflussöff- nung im Auslassstück vergrößert sich. Während einer zweiten Phase ist die Durchflussöffnung des Auslassstücks vollständig geöffnet. Während einer dritten Phase schließt der Absperrkörper des Auslassstücks. Die Durchflussöffnung im Auslassstück verkleinert sich. In the second cycle, the flow opening in the inlet section is completely closed. During a first phase of the shut-off of the outlet opens. The flow opening in the outlet piece increases. During a second phase, the flow port of the outlet is fully open. During a third phase closes the shut-off of the outlet piece. The flow opening in the outlet piece is reduced.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführung der Erfindung werden die Stellantriebe von der Steuereinrichtung so angesteuert, dass beim Öffnen und/oder Schließen einer Durchflussöffnung die Stellgeschwindigkeit zunächst mit einem vorgebbaren Gradienten ansteigt und dann mit konstanter Stellgeschwindigkeit erfolgt. Dadurch werden Druckstöße reduziert. Bei einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist ein Bauteil an das Einlassstück angeschlossen. Die Durchflussöffnung wird zwischen dem Einlassstück des Gehäuses und dem Bauteil gebildet. Der Absperrkörper wird bei seiner axialen Verschiebung vom Gehäuse und/oder dem Bauteil geführt. Beim Schließen und Öffnen strömt das Fluid senkrecht zur Bewegung des Absperrkörpers. In a particularly advantageous embodiment of the invention, the actuators are controlled by the control device so that when opening and / or closing a flow opening, the actuating speed initially increases with a predetermined gradient and then takes place at a constant actuating speed. This reduces pressure surges. In an advantageous embodiment of the invention, a component is connected to the inlet piece. The flow passage is formed between the inlet of the housing and the component. The shut-off is guided during its axial displacement of the housing and / or the component. When closing and opening the fluid flows perpendicular to the movement of the shut-off.
Ergänzend oder alternativ dazu kann auch an das Auslassstück ein Bauteil angefügt sein. Die Durchflussöffnung wird zwischen dem Bauteil und dem Ausiassstück des Gehäuses gebildet. Vorzugsweise trägt dieses Bauteil den Stellantrieb des Absperrkörpers. Durch axiale Verschiebung des Absperrkörpers wird die Größe der Durchflussöff- nung variiert, wobei der Absperrkörper bei seiner axialen Verschiebung vom Gehäuse und/oder dem Bauteil geführt wird. Das Fluid strömt radial zur Verschiebrichtung, so dass sich der Absperrkörper senkrecht zum Fluidfluss bewegt. Der Absperrkörper im Einlassstück ist vorzugsweise zylinderförmig ausgebildet. Das Bauteil, welches an das Einlassstück angeschlossen ist, umfasst ein hohlzylindrisches Führungselement, das in das Einlassstück hineinragt. Das Führungselement ist zur Ein- Strömrichtung hin geschlossen, so dass das Führungselement becherartig ausgebildet ist. Der zylinderförmige Absperrkörper verschiebt sich beim Öffnen und Schließen in dem hohlzylindrischen Führungselement. Additionally or alternatively, a component can also be attached to the outlet piece. The flow opening is formed between the component and the Ausiassstück of the housing. Preferably, this component carries the actuator of the shut-off. The size of the flow opening is varied by axial displacement of the shut-off body, the shut-off body being guided by the housing and / or the component during its axial displacement. The fluid flows radially to the displacement direction, so that the shut-off body moves perpendicular to the fluid flow. The shut-off body in the inlet piece is preferably cylindrical. The component, which is connected to the inlet piece, comprises a hollow cylindrical guide element which projects into the inlet piece. The guide element is closed towards the on-flow direction, so that the guide element is cup-shaped. The cylindrical shut-off shifts when opening and closing in the hollow cylindrical guide element.
Verschließt der Absperrkörper die Durchflussöffnung im Einlassstück so wirkt das Re- tentat senkrecht auf die Außenmantelfläche des zylindrischen Absperrkörpers. Dies erleichtert das Öffnen, da im Gegensatz zu herkömmlichen Armaturen keine Kraft in Bewegungsrichtung des Absperrkörpers sondern senkrecht dazu wirkt. If the shut-off body closes the flow opening in the inlet piece, then the retentate acts perpendicular to the outer lateral surface of the cylindrical shut-off body. This facilitates opening, as in contrast to conventional fittings no force in the direction of movement of the shut-off but perpendicular acts.
Im Auslassstück wird das hohlzylinderförmige Führungselement vom Gehäuse selbst gebildet. Der Absperrkörper ist ebenfalls zylinderförmig ausgebildet und bewegt sich in dem hohlzylindrischen Führungselement. Das Führungselement ist zur Einströmungsrichtung hin geschlossen, so dass das Führungselement becherartig ausgebildet ist. Ein Bauteil wird an das Auslassstück angeschlossen. Der Absperrkörper wird mittels eines Stellantriebs betätigt. In the outlet piece, the hollow cylindrical guide element is formed by the housing itself. The shut-off is also cylindrical and moves in the hollow cylindrical guide element. The guide element is closed to the inflow direction, so that the guide element is cup-shaped. A component is connected to the outlet piece. The shut-off is actuated by means of an actuator.
Verschließt der Absperrkörper das Auslassstück so wirkt das Retentat senkrecht zur Außenmantelfläche des zylindrischen Absperrkörpers. Dies erleichtert das Öffnen des Absperrkörpers, da im Gegensatz zu herkömmlichen Armaturen keine Kraft in Bewegungsrichtung des Absperrkörpers wirkt sondern senkrecht dazu. Closes the shut-off the outlet piece so the retentate acts perpendicular to the outer surface of the cylindrical shut-off. This facilitates the opening of the shut-off body, since in contrast to conventional fittings no force acts in the direction of movement of the shut-off but perpendicular thereto.
Das Einlassstück und das Auslassstück sind vorzugsweise in einem Winkel von 90° zueinander ausgerichtet. The inlet piece and the outlet piece are preferably aligned at an angle of 90 ° to each other.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand von Zeichnungen und aus den Zeichnungen selbst. Further features and advantages of the invention will become apparent from the description of an embodiment with reference to drawings and from the drawings themselves.
Dabei zeigt Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Armatur mit Blick auf das It shows Fig. 1 is a perspective view of a fitting with a view of the
Anschlussstück, Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der Armatur mit Blick auf den Stellantrieb des Auslassstücks,  2, a perspective view of the fitting with a view of the actuator of the outlet piece,
Fig. 3 eine Draufsicht der Armatur, Fig. 4 eine Vorderansicht der Armatur, 3 is a plan view of the fitting, FIG. 4 is a front view of the fitting,
Fig. 5 einen Schnitt entlang der B-B Linie gemäß Fig. 4, 5 is a section along the B-B line of FIG. 4,
Fig. 6 eine schematische Darstellung einer Meerwasserentsalzungsanlage, 6 is a schematic representation of a seawater desalination plant,
Fig. 7 a eine Seitenansicht auf den Drucktauscher einer Meerwasserentsalzungs- anlage, 7 a shows a side view of the pressure exchanger of a seawater desalination plant,
Fig. 7 b eine Draufsicht auf den Drucktauscher einer Meerwasserentsalzungsanla- ge, 7 b is a plan view of the pressure exchanger of a seawater desalination plant,
Fig. 8 eine perspektivische Schnittdarstellung der Armatur, 8 is a perspective sectional view of the fitting,
Fig. 9 eine vergrößerte Darstellung des Auslassstücks der Darstellung gemäß 9 is an enlarged view of the outlet piece of the illustration according to
Fig. 8.  Fig. 8.
Fig. 1 und Fig. 2 zeigen perspektivische Ansichten einer Armatur 28 zur Umschaltung von Fluidströmen. Eine solche Armatur 28 mit einer Steuereinrichtung wird zum Umschalten von Fluidwegen eingesetzt beispielsweise bei einem Drucktauscher 29 einer Meerwasserentsalzungsanlage nach dem Umkehrosmoseverfahren. Fig. 6 zeigt, dass ein Drucktauscher 29 Rohre 30 umfasst, wobei im periodischen Wechsel mindestens einem Rohr 30 Hochdruck-Retentat und mindestens einem anderen Rohr 30 Meerwasser zuströmt. Jedes Rohr 30 ist an einem Ende über das Anschlussstück 1 mit der Armatur 28 verbunden. Das Hochdruck-Retentat, weiches das Membranmodul 33 veriässt, wird durch das Einlassstück 2 zugeführt. Nachdem das Fluid seinen Druck übertragen hat, wird es als Niederdruck-Retentat durch das Auslassstück 3 abgeführt. Fig. 1 und Fig. 2 zeigen, dass an das Einlassstück 2 ein Bauteil 4 über eine Flanschverbindung angeschlossen ist. Das Bauteil 5 umfasst einen Flansch 6, an den ein 90° Rohrbogen 7 angeschweißt ist. Der Rohrbogen 7 trägt einen hydraulischen Stellantrieb 8, der mittels einer Halteanordnung 9 befestigt ist. Die Halteanordnung 9 ist an den Rohrbogen 7 angeschweißt. Fig. 1 and Fig. 2 show perspective views of a valve 28 for switching fluid flows. Such a fitting 28 with a control device is used for switching fluid paths, for example, in a pressure exchanger 29 of a desalination plant according to the reverse osmosis method. 6 shows that a pressure exchanger 29 comprises tubes 30, at least one tube 30 of high-pressure retentate and at least one other tube 30 of seawater flowing in periodically alternately. Each tube 30 is connected at one end via the connector 1 with the fitting 28. The high-pressure retentate leaving the membrane module 33 is supplied through the inlet piece 2. After the fluid has transferred its pressure, it is discharged as a low-pressure retentate through the outlet piece 3. FIGS. 1 and 2 show that a component 4 is connected to the inlet piece 2 via a flange connection. The component 5 comprises a flange 6, to which a 90 ° pipe bend 7 is welded. The pipe bend 7 carries a hydraulic actuator 8, which is fastened by means of a holding arrangement 9. The holding arrangement 9 is welded to the pipe bend 7.
Ein weiterer hydraulischer Steilantrieb 10 ist direkt an dem Gehäuse 1 über eine Halteanordnung 12 befestigt. in Fig. 3 ist eine Draufsicht der Armatur 28 dargestellt. Durch eine Öffnung 13 des Bau- teils 4 strömt das Fluid in das Einlassstück 2. An einen Flansch 14 des Anschlussstücks 1 wird ein Rohr 30 des Drucktauschers 29 angeschlossen, das in wechselnden Strömungsrichtungen betrieben wird. Another hydraulic steep drive 10 is attached directly to the housing 1 via a holding arrangement 12. In Fig. 3 is a plan view of the valve 28 is shown. The fluid flows into the inlet piece 2 through an opening 13 of the component 4. A pipe 30 of the pressure exchanger 29, which is operated in alternating flow directions, is connected to a flange 14 of the connection piece 1.
Fig. 4 zeigt eine Vorderansicht der Umschaltarmatur. An den Flansch 14 des An- schiussstücks 1 wird eines der Rohre 30 des Drucktauschers 29 befestigt. Fig. 4 shows a front view of the changeover valve. One of the tubes 30 of the pressure exchanger 29 is fastened to the flange 14 of the attachment piece 1.
Das Hochdruck-Fluid strömt durch das Bauteil 4 und das Einlassstück 2 in die Armatur 28. Während des ersten Zyklus strömt Hochdruck-Retentat aus einer Öffnung 15 des Anschlussstücks 1 aus der Armatur 28 heraus. Während eines zweiten Zyklus strömt Niederdruck-Retentat durch die Öffnung 15 des Anschlussstücks 1 in die Armatur 28 hin- ein. Eine Verstellstange 16 des Stellantriebs 10 verläuft im Strömungsraum des Gehäuses 1 1. The high-pressure fluid flows through the component 4 and the inlet piece 2 into the fitting 28. During the first cycle, high-pressure retentate flows out of an opening 15 of the fitting 1 out of the fitting 28. During a second cycle, low-pressure retentate flows through the opening 15 of the connection piece 1 into the fitting 28. one. An adjusting rod 16 of the actuator 10 extends in the flow space of the housing 1 first
In Fig. 5 ist ein Schnitt entlang der B-B Linie gemäß Fig. 4 dargestellt. Die erfindungs- gemäße Armatur 28 umfasst ein Gehäuse 11 , das ein Einiassstück 2, ein Auslassstück 3 und ein Anschlussstück 1 umfasst. Das Anschlussstück 1 wird in wechselnden Strömungsrichtungen betrieben. Im Einlassstück 2 und im Auslassstück 3 ist jeweils ein Absperrkörper 17, 18 angeordnet. Die Absperrkörper 7, 18 sind jeweils mit einem Steilantrieb 8, 10 verbunden. Die Stellantriebe 8, 10 sind über eine Steuereinrichtung betätig- bar. Dabei erfolgt ein Fluidfluss entweder zwischen dem Einlassstück 3 und dem Anschlussstück 1 oder zwischen dem Anschlussstück 1 und dem Auslassstück 3. Erfindungsgemäß ist durch axiale Verschiebung einer der Absperrkörpers 17, 18 die Größe einer Durchflussöffn ng variierbar. Herzstück der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Gehäuse 11 , welches aus dem Einlassstück 2, dem Auslassstück 3 und dem Anschlussstück 1 besteht. Dabei handelt es sich um ein einstückiges Gebilde, das im Ausführungsbeispiel als Gussteil gefertigt ist. Im Einiassstück 2 ist ein Absperrkörper 17 angeordnet, der mit dem Stellantrieb 10 über eine Verstellstange 16 verbunden ist. Im Auslassstück 3 ist ein Absperrkörper 18 angeordnet, der über eine VersteNstange 19 mit dem Stellantrieb 8 verbunden ist. Die Absperrkörper 17, 18 sind zylinderförmig ausgebildet. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich um Hohlzylinder, die an einem Ende geschlossen sind und somit becherartig aus- gebildet sind. FIG. 5 shows a section along the B-B line according to FIG. 4. The fitting 28 according to the invention comprises a housing 11, which comprises a Einiassstück 2, an outlet piece 3 and a connector 1. The connector 1 is operated in alternating flow directions. In the inlet piece 2 and in the outlet piece 3, a shut-off body 17, 18 is arranged in each case. The shut-off body 7, 18 are each connected to a steep drive 8, 10. The actuators 8, 10 are actuable via a control device. In this case, a fluid flow takes place either between the inlet piece 3 and the connection piece 1 or between the connection piece 1 and the outlet piece 3. According to the invention, the size of a flow opening can be varied by axially displacing one of the shut-off members 17, 18. The heart of the device according to the invention is the housing 11, which consists of the inlet piece 2, the outlet piece 3 and the connecting piece 1. It is a one-piece structure, which is made in the embodiment as a casting. In Einiassstück 2 a shut-off 17 is arranged, which is connected to the actuator 10 via an adjusting rod 16. In the outlet piece 3 a shut-off body 18 is arranged, which is connected via a VersteNstange 19 with the actuator 8. The shut-off body 17, 18 are cylindrical. In the exemplary embodiment are hollow cylinders which are closed at one end and thus formed cup-like.
Mittels einer Steuereinrichtung sind die Stellantriebe 8, 10 betätigbar. Dabei sind beide Stellantriebe 8, 10 einer gemeinsamen Steuereinrichtung zugeordnet. Vorzugsweise handelt es sich dabei um eine speicherprogrammierbare Steuerung. Durch axiale Ver- Schiebung von mindestens einem Absperrkörper 17, 18 wird die Größe einer Durchflussöffnung variiert. An das Einlassstück 2 ist ein Bauteil 4 angefügt, das ein Führungselement 20 umfasst. Das Führungselement 20 ist ein Hohlzyiinder in dem sich der zylinderförmige Absperrkörper 17 beim Öffnen und Schließen bewegt. Der Absperrkörper 17 bewegt sich bei seiner axialen Verschiebung senkrecht zum Fluidfluss. Der Innendurchmesser des hohlzylindrischen Führungselements 20 ist etwas größer als der Außendurchmesser des hohlzylindrischen Absperrkörpers 17. By means of a control device, the actuators 8, 10 can be actuated. Both actuators 8, 10 are assigned to a common control device. Preferably, this is a programmable logic controller. By axial displacement of at least one shut-off body 17, 18, the size of a flow opening is varied. To the inlet piece 2, a component 4 is added, which includes a guide member 20. The guide member 20 is a Hohlzyiinder in which the cylindrical shut-off body 17 moves during opening and closing. The shut-off body 17 moves in its axial displacement perpendicular to the fluid flow. The inner diameter of the hollow cylindrical guide element 20 is slightly larger than the outer diameter of the hollow cylindrical shut-off body 17th
Zwischen den Seitenwänden des zylinderförmigen Absperrkörpers 17 und den Innenflächen des hohlzylindrischen Führungselements 20 sind Dichtungen 21 angeordnet. Das Führungselement 20 ist zur Einströmungsrichtung hin geschlossen und somit becherartig ausgebildet. Between the side walls of the cylindrical shut-off body 17 and the inner surfaces of the hollow cylindrical guide member 20 seals 21 are arranged. The guide element 20 is closed towards the direction of flow and thus formed like a cup.
Der zylinderförmige Absperrkörper 17 ist im Ausführungsbeispiel als Hohlzylinder ausgebildet und weist einen Boden mit Öffnungen 22 auf, durch die das zwischen Absperr- körper 17 und Führungselement 20 eingeschlossene Fluid beim Öffnungsvorgang entweichen kann. The cylindrical shut-off body 17 is formed in the embodiment as a hollow cylinder and has a bottom with openings 22 through which the trapped between shut-off body 17 and guide member 20 fluid can escape during the opening process.
Fährt der Absperrkörper 17 nach oben, so wird eine Durchflussöffnung zwischen dem hohizyiindrischen Führungselement 20 des Bauteils 4 und dem Gehäuse 11 vergrößert. Vom Absperrkörper 17 ragen Stege 23 in die Durchflussöffnung. Bei der Darstellung in Fig. 5 geht der Schnitt durch diese Stege 23. If the shut-off body 17 moves upwards, a through-flow opening between the hohyii-Indian guide element 20 of the component 4 and the housing 11 is enlarged. From the shut-off body 17 webs 23 protrude into the flow opening. In the illustration in FIG. 5, the section passes through these webs 23.
Das Auslassstück 3 umfasst ein Führungselement 24. Das Führungselement 24 ist ein Hohlzylinder. Das Führungselement 24 wird von dem Auslassstück 3 des Gehäuses 11 gebildet. In dem zylindrischen Führungseiement 24 bewegt sich der zylinderförmige Absperrkörper 18. Der Innendurchmesser des hohizyiindrischen Führungselements 24 ist etwas größer als der Außendurchmesser des hohlzylindrischen Absperrkörpers 18. Der Absperrkörper 18 bewegt sich bei seiner axialen Verschiebung senkrecht zum Fluidfluss. Das Führungselement 24 ist zur Einströmrichtung hin geschlossen und somit becherartig ausgebildet. Zwischen den Seitenwänden des becherförmigen Absperrkörpers 18 und den Innenflächen des hohlzyiindhschen Führungselements 24 sind Dichtungen 25 angeordnet. Der becherförmige Absperrkörper 18 ist an seinem Boden mit Öffnungen 26 versehen, durch die das zwischen Absperrkörper 18 und Führungselement 24 eingeschlossene Fluid beim Öffnungsvorgang entweichen kann. The outlet piece 3 comprises a guide element 24. The guide element 24 is a hollow cylinder. The guide member 24 is formed by the outlet piece 3 of the housing 11. In the cylindrical Führungsseiement 24, the cylindrical shut-off body moves 18. The inner diameter of the hohyiirische guide element 24 is slightly larger than the outer diameter of the hollow cylindrical shut-off body 18. The shut-off body 18 moves in its axial displacement perpendicular to the fluid flow. The guide element 24 is closed to the inflow direction and thus formed like a cup. Between the side walls of the cup-shaped shut-off body 18 and the inner surfaces of the hohlzyiindhschen guide member 24 seals 25 are arranged. The cup-shaped shut-off body 18 is provided at its bottom with openings 26 through which the trapped between shut-off body 18 and guide member 24 fluid can escape during the opening process.
An das Auslassstück 3 ist ein Bauteil 5 angefügt, das einen Flansch 6 umfasst. Beim Öffnungsvorgang wird eine Durchflussöffnung zwischen dem hohlzylindrischen Führungselement 24 und dem Flansch 6 vergrößert. Das Führungselement 24 ist Teil des Gehäuses 1 1. Der Flansch 6 ist Teil des Bauteils 5. Somit wird die Durchflussöffnung zwischen dem Gehäuse 1 1 und dem Bauteil 5 gebildet. Vom Absperrkörper 18 ragen Stege 27 in die Durchflussöffnung. Bei der Darstellung in Fig. 5 geht der Schnitt durch diese Stege 27. To the outlet piece 3, a component 5 is added, which comprises a flange 6. During the opening process, a flow opening between the hollow cylindrical guide element 24 and the flange 6 is increased. The guide element 24 is part of the housing 1 1. The flange 6 is part of the component 5. Thus, the flow opening between the housing 1 1 and the component 5 is formed. From the shut-off body 18 webs 27 protrude into the flow opening. In the illustration in FIG. 5, the section goes through these webs 27.
Die Armatur 28 wird in periodischen Zyklen betrieben. Im ersten Zyklus erfolgt der Flu- idfluss vom Einlassstück 2 zum Anschlussstück 1. Im zweiten Zyklus erfolgt der Flu- idfluss vom Anschlussstück 1 zum Auslassstück 3. The armature 28 is operated in periodic cycles. In the first cycle, the flow of fluid from the inlet piece 2 to the connecting piece 1 takes place. In the second cycle, the fluid flow takes place from the connecting piece 1 to the outlet piece 3.
Im ersten Zyklus ist die Durchflussöffnung im Auslassstück 3 vollständig geschlossen. Während einer ersten Phase öffnet der Absperrkörper 17 im Einlassstück 2. Die Durchflussöffnung im Einlassstück 2 wird größer bis sie vollständig geöffnet ist. Während einer zweiten Phase bleibt die Durchflussöffnung im Einlassstück 2 vollständig geöffnet. Während einer dritten Phase schließt der Absperrkörper 17 im Einlassstück 2, wobei sich die Größe der Durchflussöffnung im Einlassstück 2 verkleinert. In the first cycle, the flow opening in the outlet piece 3 is completely closed. During a first phase, the shut-off body 17 opens in the inlet piece 2. The flow-through opening in the inlet piece 2 becomes larger until it is completely opened. During a second phase, the flow opening in the inlet piece 2 remains fully open. During a third phase, the shut-off body 17 closes in the inlet piece 2, wherein the size of the flow opening in the inlet piece 2 decreases.
Im zweiten Zyklus ist die Durchflussöffnung im Einlassstück 2 vollständig geschlossen. Während einer ersten Phase öffnet der Absperrkörper 18 des Auslassstücks 3. Die Durchflussöffnung im Auslassstück 3 vergrößert sich. Während einer zweiten Phase ist die Durchflussöffnung des Auslassstücks 3 vollständig geöffnet. Während einer dritten Phase schließt der Absperrkörper 18 des Auslassstücks 3, wobei sich die Durchflussöffnung im Auslassstück 3 verkleinert. Fig. 6 zeigt eine Anlage zur Meerwasserentsalzung nach dem Umkehrosmoseverfahren mit einem Drucktauscher 29, der drei Rohre 30 umfasst. Bei dem Drucktauscher 29 kommen drei Armaturen 28 zum Einsatz. Durch Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtungen ist es somit möglich, einen Drucktauscher 29 mit einer ungeraden Anzahl an Rohren 30 zu betreiben. Jedes Rohr 30 ist an einem Ende mit einer erfindungsgemäßen Armatur 28 versehen und an dem anderen Ende mit einer Rückschlagarmatur 31 , die im Ausführungsbeispiel als Rückschlagventile ausgeführt sind. In the second cycle, the flow opening in the inlet piece 2 is completely closed. During a first phase, the shut-off body 18 of the outlet piece 3 opens. The flow-through opening in the outlet piece 3 increases. During a second phase, the flow opening of the outlet piece 3 is fully open. During a third phase closes the shut-off body 18 of the outlet piece 3, wherein the flow opening in the outlet piece 3 decreases. FIG. 6 shows a plant for seawater desalination according to the reverse osmosis process with a pressure exchanger 29 comprising three tubes 30. In the pressure exchanger 29, three valves 28 are used. By using the devices according to the invention it is thus possible to operate a pressure exchanger 29 with an odd number of tubes 30. Each tube 30 is provided at one end with a fitting 28 according to the invention and at the other end with a check valve 31, which are designed in the embodiment as check valves.
Im Folgenden wird die Funktion des Umkehrosmoseverfahrens zur Meerwasserentsalzung unter Einsatz der erfindungsgemäßen Armaturen 28 anhand von Fig. 6 beschrieben. The function of the reverse osmosis process for seawater desalination using the fittings 28 according to the invention will be described below with reference to FIG. 6.
Aus einem Reservoir 32 wird ein Feedstrom an Meerwasser einer Membraneinheit 33 zugeführt. Das Meerwasser wird vor seiner Lagerung in dem Reservoir 32, bzw. vor der Zuführung zur Membraneinheit 33, von Bestandteilen gereinigt, welche die semipermeable Membran beschädigen bzw. verschmutzen könnten. From a reservoir 32, a feed stream of seawater is fed to a membrane unit 33. The seawater is cleaned before its storage in the reservoir 32, or before being supplied to the membrane unit 33, of components which could damage the semi-permeable membrane.
In der Membraneinheit 33 findet eine Umkehrosmose statt, bei der das Meerwasser unter hohem Druck durch die Membran gepresst wird. Dabei muss der osmotische Druck überwunden werden. Die semipermeable Membran kann beispielsweise aus Polyamid, PTFE oder sulfonierten Copolymeren mit einem Porendurchmesser von 5-10"7 bis 5' 10"6mm bestehen. Die Membran lässt Wasser durch und hält die Salze zurück. Die Membraneinheit 33 trennt den Feedstrom in einen Permeatstrom und einen Reten- tatstrom. Bei dem Permeatstrom handelt es sich um weitgehend salzfreies reines Wasser. Der Retentatstrom hat eine höhere Salzkonzentration als der zugeführte Feedstrom. In the membrane unit 33, a reverse osmosis takes place, in which the seawater is pressed under high pressure through the membrane. In doing so, the osmotic pressure has to be overcome. The semipermeable membrane may consist, for example, of polyamide, PTFE or sulfonated copolymers having a pore diameter of 5-10 "7 to 5 '10 " 6 mm. The membrane lets water through and keeps the salts back. The membrane unit 33 separates the feed stream into a permeate stream and a residual stream. The permeate stream is largely salt-free, pure water. The retentate stream has a higher salt concentration than the fed feed stream.
Der Retentatstrom fließt nach der Membraneinheit 33 unter hohem Druck jeweils den erfindungsgemäßen Armaturen 28 über deren Einlassstücke 2 zu. The retentate flow flows after the diaphragm unit 33 under high pressure in each case to the fittings 28 according to the invention via their inlet pieces 2.
Fig. 6 stellt eine Momentaufnahme dar, bei der die Absperrkörper 17, 18 der Armaturen 28 eine Stellung einnehmen, bei welcher aus dem mittleren und unteren Rohr 30 das Niederdruck-Retentat herausdrückt wird. Dabei verschließt ein Absperrkörper 17 das Einlassstück 2 der unteren und mittleren Armatur 28, während die Absperrkörper 8 in den Auslassstücken 3 dieser beiden Armaturen 28 eine geöffnete Stellung einnehmen. Fig. 6 illustrates a snapshot, in which the shut-off 17, 18 of the fittings 28 occupy a position in which from the middle and lower tube 30, the Low-pressure retentate is pressed out. In this case, a shut-off body 17 closes the inlet piece 2 of the lower and middle fitting 28, while the shut-off 8 occupy an open position in the outlet pieces 3 of these two valves 28.
Gleichzeitig füllen sich bei dem in Fig. 6 dargestellten Zustand das untere und mittlere Rohr 30 mit frischem Meerwasser aus dem Reservoir 32. Das Meerwasser wird von einer Pumpe 34 angesaugt. Ein Teil des Meerwassers strömt an einer Abzweigung über Rückschlagarmaturen 31 in das untere und mittlere Rohr 30. At the same time filled in the state shown in Fig. 6, the lower and middle tube 30 with fresh seawater from the reservoir 32. The seawater is sucked by a pump 34. A portion of the seawater flows at a junction via check valves 31 in the lower and middle tube 30th
Zeitgleich zu diesem Vorgang wird Meerwasser aus dem oberen Rohr 30 herausgedrückt. Bei der Armatur 28, die an das obere Rohr 30 angeschlossen ist, ist das Einlassstück 2 geöffnet, während das Auslassstück 3 geschlossen ist. Das Meerwasser strömt durch eine Rückschlagarmatur 31 und eine Pumpe 35 der Membraneinheit 33 zu. Der Feedstrom wird zusätzlich von einem Strom gespeist, der über eine Pumpe 36 zugeführt wird. Während das Meerwasser aus dem oberen Rohr 30 verdrängt wird füllt sich das obere Rohr 30 gleichzeitig mit Hochdruck-Retentat aus der Membraneinheit 33. At the same time as this process, seawater is forced out of the upper tube 30. In the armature 28, which is connected to the upper tube 30, the inlet piece 2 is opened while the outlet piece 3 is closed. The seawater flows through a check valve 31 and a pump 35 to the membrane unit 33. The feed stream is additionally fed by a current which is supplied via a pump 36. While the seawater is displaced from the upper tube 30, the upper tube 30 simultaneously fills with high pressure retentate from the membrane unit 33.
Sobald aus einem Rohr 30 das Meerwasser vollständig herausgedrückt wurde schaltet dessen Armatur 28 um, so dass das Einlassstück 2 geschlossen und das Auslassstück 3 geöffnet ist. Das Niederdruck-Retentat wird aus dem Auslassstück 3 herausgedrückt. Dabei wird ein kontinuierlicher, puisationsfreier Betrieb ohne Vermischung von frischem Meerwasser und Retentat gewährleistet. As soon as the seawater has been completely pushed out of a pipe 30, its fitting 28 switches over so that the inlet piece 2 is closed and the outlet piece 3 is opened. The low-pressure retentate is pushed out of the outlet piece 3. This ensures a continuous, puisationsfreier operation without mixing fresh seawater and retentate.
Im Ausführungsbeispiel sind Meerwasser und Retentat in den Rohren 30 des Drucktau- schers 29 nicht von einem Trennkörper separiert. In the exemplary embodiment, seawater and retentate in the tubes 30 of the pressure exchanger 29 are not separated from a separating body.
Die Figuren 7a und 7b zeigen den Drucktauscher 29 aus unterschiedlichen Perspektiven. Er umfasst drei Rohre 30. Jedes Rohr 30 ist an einem Ende mit einer erfindungsgemäßen Armatur 28 und am anderen Ende mit einer Rückschlagarmatur 31 versehen. Die Armaturen 28 sind über die Anschlussstücke 1 mit den Rohren 30 verbunden. Durch die Einlassstücke 2 der Armaturen 28 tritt Hochdruck-Retentat in die Rohre 30 ein. Durch das Auslassstück 3 der Armaturen 28 tritt Niederdruck-Retentat aus. FIGS. 7a and 7b show the pressure exchanger 29 from different perspectives. It comprises three tubes 30. Each tube 30 is provided at one end with a fitting 28 according to the invention and at the other end with a non-return valve 31. The fittings 28 are connected via the connecting pieces 1 with the tubes 30. High-pressure retentate enters the tubes 30 through the inlet pieces 2 of the fittings 28. Through the outlet piece 3 of the valves 28 low-pressure retentate exits.
Jede Rückschlagarmatur 31 weist einen Eingang 37 auf, durch den Meerwasser in das dazugehörige Rohr 30 einströmt und einen Ausgang 38, durch den das im Rohr 30 befindliche Meerwasser hinaus gefördert wird. Each non-return valve 31 has an inlet 37 through which seawater flows into the associated pipe 30 and an outlet 38 through which the seawater located in the pipe 30 is conveyed out.
Fig. 8 zeigt eine perspektivische Schnittdarstellung der Armatur 28. Der Absperrkörper 17 im Einlassstück 2 ist axial verschiebbar geführt und wird mittels einer Verstellstange 16 betätigt. Fig. 8 shows a perspective sectional view of the fitting 28. The shut-off body 17 in the inlet piece 2 is guided axially displaceable and is actuated by means of an adjusting rod 16.
Mittels einer Steuereinrichtung sind die Stellantriebe 8, 10 betätigbar. Dabei sind beide Stellantriebe 8, 10 einer gemeinsamen Steuereinrichtung zugeordnet. Vorzugsweise handelt es sich dabei um eine speicherprogrammierbare Steuerung. Durch axiale Verschiebung von mindestens einem Absperrkörper 17, 18 wird die Größe einer Durchflussöffnung variiert. By means of a control device, the actuators 8, 10 can be actuated. Both actuators 8, 10 are assigned to a common control device. Preferably, this is a programmable logic controller. By axial displacement of at least one shut-off body 17, 18, the size of a flow opening is varied.
An das Einlassstück 2 ist ein Bauteil 4 angefügt, das ein Führungselement 20 umfasst. Das Führungselement 20 ist ein Hohlzylinder in dem sich der Absperrkörper 17 bewegt. Der Absperrkörper 17 bewegt sich bei seiner axialen Verschiebung senkrecht zum Flu- idfluss. To the inlet piece 2, a component 4 is added, which includes a guide member 20. The guide member 20 is a hollow cylinder in which the shut-off body 17 moves. The shut-off body 17 moves perpendicular to the fluid flow during its axial displacement.
Zwischen den Seitenwänden des zylindrischn Absperrkörpers 17 und den Innenflächen des hohlzylindrischen Führungselements 20 sind Dichtungen 21 angeordnet. Der becherförmige Absperrkörper 17 ist an seinem Boden mit Öffnungen 22 versehen, durch die das zwischen Absperrkörper 17 und Führungselement 20 eingeschlossene Fluid beim Öffnungsvorgang entweichen kann. Between the side walls of the cylindrical shut-off body 17 and the inner surfaces of the hollow cylindrical guide member 20 seals 21 are arranged. The cup-shaped shut-off body 17 is provided at its bottom with openings 22 through which the trapped between shut-off body 17 and guide member 20 fluid can escape during the opening process.
Fährt der Absperrkörper 17 nach oben, so wird eine Durchflussöffnung zwischen dem hohlzylindrischen Führungselement 20 des Bauteils 4 und dem Gehäuse 11 vergrößert. om Absperrkörper 17 ragen Stege 23 in die Durchflussöffnung. Verschließt der Absperrkörper 17 die Durchflussöffnung des Einlassstücks 2, so wirkt das Retentat senkrecht auf die Außenmantelfläche des hohlzyfindrischen Absperrkörpers 17. Dies erleichtert das Öffnen des Absperrkörpers 17, da im Gegensatz zu herkömmlichen Armaturen keine Kraft in Bewegungsrichtung des Absperrkörpers 17 wirkt sondern senkrecht dazu. If the shut-off body 17 moves upwards, a flow-through opening between the hollow-cylindrical guide element 20 of the component 4 and the housing 11 is enlarged. om shut-off 17 protrude webs 23 in the flow opening. Closes the shut-off 17, the flow opening of the inlet piece 2, the retentate acts perpendicular to the outer surface of the hollow cylindrical shut-off body 17. This facilitates the opening of the shut-17, since in contrast to conventional fittings no force in the direction of movement of the shut-17 acts but perpendicular thereto.
Befindet sich der Absperrkörper 17 im Einlassstück 2 in einer geöffneten Stellung so strömt das Fluid radial ein und axial aus. Fig. 9 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Auslassstücks 3 der Armatur 28. Der zylindrische Absperrkörper 18 im Auslassstück 3 ist axial verschieblich geführt und wird über eine Verstellstange 19 betätigt. Das Führungselement 24 des Auslassstücks 3 ist ein Hohlzylinder. In dem hohlzylindrischen Führungselement 24 bewegt sich der Absperrkörper 18. Der Absperrkörper 18 bewegt sich bei seiner axialen Verschiebung senkrecht zum Fluidfluss. If the shut-off body 17 in the inlet piece 2 is in an open position, then the fluid flows radially in and out axially. 9 shows an enlarged view of the outlet piece 3 of the fitting 28. The cylindrical shut-off body 18 in the outlet piece 3 is guided in an axially displaceable manner and is actuated via an adjusting rod 19. The guide element 24 of the outlet piece 3 is a hollow cylinder. In the hollow cylindrical guide member 24, the shut-off body 18 moves. The shut-off body 18 moves in its axial displacement perpendicular to the fluid flow.
An das Auslassstück 3 ist ein Bauteil 5 angefügt, das einen Flansch 6 umfasst. Beim Öffnungsvorgang wird eine Durchflussöffnung zwischen dem hohlzylindrischen Führungselement 24 und dem Flansch 6 vergrößert. Das Führungselement 24 ist Teil des Gehäuses 1 1 . Der Flansch 6 ist Teil des Bauteils 5. Somit wird die Durchflussöffnung zwischen dem Gehäuse 1 1 und dem Bauteil 5 gebildet. Vom Absperrkörper 18 ragen Stege 27 in die Durchflussöffnung. To the outlet piece 3, a component 5 is added, which comprises a flange 6. During the opening process, a flow opening between the hollow cylindrical guide element 24 and the flange 6 is increased. The guide element 24 is part of the housing 1 1. The flange 6 is part of the component 5. Thus, the flow opening between the housing 1 1 and the component 5 is formed. From the shut-off body 18 webs 27 protrude into the flow opening.
Im Auslassstück 3 wird ein Führungselement vom Gehäuse selbst gebildet. Der Ab- sperrkörper 18 ist ebenfalls hohlzylindrisch ausgebildet und bewegt sich in dem hohlzylindrischen Führungselement 24. Verschließt der Absperrkörper 18 die Durchflussöffnung im Auslassstück 3 so wirkt das Retentat senkrecht zur Außenmantelfläche des becherförmigen Absperrkörpers 18. Dies erleichtert das Öffnen der Durchflussöffnung, da im Gegensatz zu herkömmlichen Armaturen keine Kraft in Bewegungsrichtung des Absperrkörpers 18 wirkt, sondern senkrecht dazu. Befindet sich der Absperrkörper 18 im Auslassstück 3 in einer geöffneten Stellung so strömt das Fluid radial zur Verschiebungsrichtung des Absperrkörpers 18 ein und strömt dann axial weiter. In the outlet piece 3, a guide element is formed by the housing itself. The shut-off body 18 is likewise hollow-cylindrical and moves in the hollow-cylindrical guide element 24. If the shut-off body 18 closes the flow-through opening in the outlet piece 3, the retentate acts perpendicular to the outer lateral surface of the cup-shaped shut-off body 18. This facilitates the opening of the flow opening, in contrast to FIG conventional fittings no force in the direction of movement of the shut-off 18 acts, but perpendicular thereto. If the shut-off body 18 in the outlet piece 3 is in an open position, then the fluid flows radially in the direction of displacement of the shut-off body 18 and then continues to flow axially.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Anschlussstück1 connection piece
2 Einlassstück2 inlet piece
3 Ausiassstück3 Ausiassstück
4 Bauteil 4 component
5 Bauteil  5 component
6 Flansch  6 flange
7 Rohrbogen 7 pipe bend
8 Stellantrieb8 actuator
9 Halteanordnung9 holding arrangement
10 Steilantrieb10 Steering drive
11 Gehäuse 11 housing
12 Halteanordnung 12 holding arrangement
13 Öffnung 13 opening
14 Flansch  14 flange
15 Öffnung  15 opening
16 Verstellstange 16 adjusting rod
17 Absperrkörper17 shut-off body
18 Absperrkörper18 shut-off body
19 Verstellstange19 adjusting rod
20 Führungselement20 guide element
21 Dichtung 21 seal
22 Öffnung  22 opening
23 Steg  23 footbridge
24 Führungselement 24 guide element
25 Dichtung 25 seal
26 Öffnung  26 opening
27 Steg  27 footbridge
28 Armatur  28 fitting
29 Drucktauscher 29 pressure exchangers
30 Rohr Rückschlagarmatur30 pipe check valve
Reservoir reservoir
Membraneinheit membrane unit
Pumpe pump
Pumpe  pump
Pumpe  pump
Eingang  entrance
Ausgang  output

Claims

Patentansprüche claims
1 . Armatur (28) zum Umschalten von Fluidwegen, insbesondere für Anlagen mit einem Drucktauscher (29), der in wechselnder Richtung durchströmte Rohre (30) aufweist, mit einem Gehäuse (1 1 ), das ein Einlassstück (2), ein Auslassstück (3) und ein Anschlussstück (1) für ein Rohr (30) umfasst, wobei die Armatur (28) mindestens einen Absperrkörper (17, 18) aufweist, der mit einem Stellantrieb (8, 10) verbunden ist, welcher mit einer Steuereinrichtung in Verbindung steht, die dazu eingerichtet ist, einen Fluidfluss zwischen dem Einlassstück (2) und dem Anschlussstück (1 ) oder zwischen dem Anschlussstück (1 ) und dem Auslassstück (3) herzustellen, dadurch gekennzeichnet, dass im Einlassstück (2) und im Auslassstück (3) jeweils ein Absperrkörper (17, 18) angeordnet ist, der zur Variation der Größe von Durchflussöffnungen axial verschieblich sind. 1 . Armature (28) for switching over fluid paths, in particular for systems having a pressure exchanger (29), which has flow-through tubes (30), with a housing (1 1) having an inlet piece (2), an outlet piece (3) and a fitting (1) for a pipe (30), the fitting (28) having at least one shut-off body (17, 18) which is connected to an actuator (8, 10) which is connected to a control device, which is adapted to establish a fluid flow between the inlet piece (2) and the connecting piece (1) or between the connecting piece (1) and the outlet piece (3), characterized in that in the inlet piece (2) and in the outlet piece (3) in each case a shut-off body (17, 18) is arranged, which are axially displaceable for varying the size of flow openings.
2. Armatur nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass jeder Absperrkörper (17, 18) mit einem separaten Stellantrieb (8, 10) verbunden ist. 2. Fitting according to claim 1, characterized in that each shut-off body (17, 18) with a separate actuator (8, 10) is connected.
3. Armatur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Bauteil (4, 5) an das Einlassstück (2) und/oder Auslassstück (3) angefügt ist, wobei mindestens eine Durchflussöffnung zwischen dem Gehäuse (1 1) und dem Bauteil (4, 5) gebildet wird. 3. Fitting according to claim 1 or 2, characterized in that at least one component (4, 5) to the inlet piece (2) and / or outlet piece (3) is added, wherein at least one flow opening between the housing (1 1) and the Component (4, 5) is formed.
4. Armatur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Absperrkörper (17, 18) bei seiner axialen Verschiebung vom Gehäuse (1 1 ) und/oder dem Bauteil (4, 5) geführt wird. 4. Fitting according to claim 3, characterized in that at least one shut-off body (17, 18) during its axial displacement from the housing (1 1) and / or the component (4, 5) is guided.
5. Armatur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich mindestens ein Absperrkörper ( 7, 18) bei seiner axialen Verschiebung senkrecht zum Fluidfiuss bewegt, 5. Fitting according to one of claims 1 to 4, characterized in that at least one shut-off body (7, 18) moves in its axial displacement perpendicular to Fluidfiuss,
6. Armatur nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Absperrkörper (17, 18) hohlzylinderförmig oder zylinderförmig, ausgebildet ist. 6. Fitting according to one of claims 1 to 5, characterized in that at least one of the shut-off body (17, 18) is hollow cylindrical or cylindrical, is formed.
7. Armatur nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich mindestens einer der Absperrkörper (17, 18) in einem hohlzylindrischen Führungselement (20, 24) bewegt. 7. Fitting according to one of claims 1 to 6, characterized in that at least one of the shut-off (17, 18) in a hollow cylindrical guide member (20, 24) moves.
8. Armatur nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (20, 24) zur Einströmrichtung hin geschlossen ist. 8. Fitting according to claim 7, characterized in that the guide element (20, 24) is closed to the inflow direction.
9. Armatur nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlassstück (2) und das Auslassstück (3) in einem Winkel von 90° zueinander ausgerichtet sind. 9. Fitting according to one of claims 1 to 8, characterized in that the inlet piece (2) and the outlet piece (3) are aligned at an angle of 90 ° to each other.
10. Verfahren zum Betrieb einer Armatur (28) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit folgenden sich periodisch wiederholenden Zyklen: 10. A method of operating a valve (28) according to any one of claims 1 to 9, with the following periodically repeating cycles:
- erster Zyklus: Durchflussöffnung Auslassstück (3) vollständig geschlossen,  first cycle: flow opening outlet piece (3) completely closed,
- erste Phase: Absperrkörper (17) öffnet Durchflussöffnung Ein lassstück (2),  - first phase: shut-off body (17) opens flow opening A laßstück (2),
- zweite Phase: Durchflussöffnung Einlassstück (2) vollständig geöffnet,  - second phase: flow opening inlet piece (2) fully open,
- dritte Phase: Absperrkörper (17) schließt Durchflussöffnung Einlassstück (2),  - third phase: shut-off body (17) closes flow opening inlet piece (2),
- zweiter Zyklus: Durchflussöffnung Einlassstück (2) vollständig geschlossen, second cycle: flow opening inlet piece (2) completely closed,
- erste Phase: Absperrkörper (18) öffnet Durchflussöffnung Auslass stück (3), - First phase: shut-off (18) opens the flow opening outlet piece (3),
- zweite Phase: Durchflussöffnung Auslassstück (3) vollständig geöffnet,  - second phase: flow opening outlet piece (3) fully open,
- dritte Phase: Absperrkörper ( 8) schließt Durchflussöffnung Auslassstück (3).  - third phase: shut-off body (8) closes flow opening outlet piece (3).
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass beim Öffnen und/oder Schließen mindestens einer der Durchflussöffnungen die Stellge- schwindigkeii zunächst mit einem vorgebbaren Gradienten ansteigt und dann mit konstanter Stellgeschwindigkeit erfolgt. 11. The method according to claim 10, characterized in that when opening and / or closing at least one of the flow openings, the actuating speed first increases with a predeterminable gradient and then takes place at a constant actuating speed.
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