Pierwszenstwo: Opublikowano: 10. XI .1965 50271 KI. 85b, 3/03 MKP CO 2 b UKD ^ Wspóltwórcy wynalazku: prof. mgr inz. Wladyslaw Olczakowski, mgr inz. Ignacy Motyka, inz. Stanislaw Kramar- czyk, mgr inz. Józef Kowal, Jerzy Chrzaszcz, iinz. Henryk Szczypa Wlasciciel patentu: Glówny Instytut Górnictwa, Katowice (Polska) Wielokomorowy wymiennik jonitowy do demineralizacji wody 10 Przedmiotem patentu glównego jest dwu ko¬ lumnowy wielokomorowy wymiennik jonitowy do demineralizacji wody, w którym czesc komór wy¬ pelniana kationitem, a czesc anionitem jest za¬ mocowana obrotowo w jego osi tak, aby po wy¬ konaniu obrotów, w cyklu roboczym w kazdej kolumnie znajdowaly sie ulozone naprzemian ko¬ mory kationowe i amonitowe, a w cyklu regene¬ racyjnym w jednej kolumnie byly umieszczone tylko komory amonitowe a w drugiej kationitowe tworzace odrebne ciagi. Tak wykonany wymien¬ nik ma szereg zalet, lecz przy dluzszej eksploata¬ cji zwlaszcza przy czestym przestawieniu komór z jednej kolumny regeneracyjnej na druga, zda¬ rzalo sie, ze ulegaly uszkodzeniu uszczelnienia. 15 W tym przypadku, aby zapobiec przeciekaniu wody lub roztworu regeneracyjnego, nalezalo okresowo wymieniac uszczelki, co moglo w prak¬ tyce ruchowej stanowic pewna niedogodnosc.Powyzsza niedogodnosc zostala usunieta dzieki zastosowaniu wymiennika wedlug niniejszego wy¬ nalazku. Istota wynalazku polega na tym, ze ko¬ mory kationitowe i amonitowe sa naprzemian zamocowane na stale w jednej kolumnie wymien¬ nika, a w osi tych komór jest osadzona obrotowo 25 pionowa rura, która podczas cyklu regeneracyj¬ nego laczy w jeden ciag komory kationitowe z ka- nionitowymi i amonitowe z amonitowymi, a po przekreceniu jej w inne polozenie na przyklad o 180° laczy komory kationitowe z jonitowymi. 30 20 Dzieki temu wlasciwy proces demineralizacji wody, jak i proces regeneracji jonitów prowadzi sie przy nieruchomych komorach, co eliminuje rozdzielanie komór o róznych zlozach przewidzia¬ ne w wymienniku wedlug patentu glównego 48014.Poza tym w przypadku zastosowania wymiennika do uzdatniania wody, urzadzenie umozliwia kazdo¬ razowy dobór jonitu o odpowiednich wlasciwo¬ sciach przystosowanych do skladu chemicznego molekularnych zanieczyszczen wody, oraz umozli¬ wia lepsze zdeminerolizowane wody od dotych¬ czasowych wymienników jonitowych ze zlozem mieszanym, a takze pozwala na zastosowanie du¬ zej liczby komór przy jego malych gabarytach.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przy¬ kladowym wykonaniu na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia wielokomorowy wymiennik jonitowy w przekroju wzdluz jego osi pionowej, gdzie komory jonitowe sa ulozone naprzemian jedna nad druga, w przystosowaniu do procesu demineralizacji wody, fig. 2 — w przekroju wzdluz jego osi pionowej, w polozeniu polaczo¬ nych komór jonitowych do procesu regeneracji, fig. 3 — szczegól B zaznaczony na fig. 1, a fig. 4 — przekrój wzdluz linii C—C zaznaczonej na fig. 3.Wymiennik sklada sie z konstrukcji nosnej za¬ opatrzonej w podstawe 1 i w górna plyte 2 po¬ laczone ze soba pretami 3, z jednej kolumny jo- nitacyjnej zaopatrzonej w komory kationitowe K oraz amonitowe A i z mechanizmu napedowego 502713 50271 4 do przestawienia srodkowej rury 6 tak, aby w cyklu roboczym w procesie demineralizowania wody w kolumnie znajdowaly sie ulozone na- przemian komory kationitowe K i amonitowe A, tworzac jeden ciag, a podczas cyklu regeneracyj¬ nego wymiennika komory kationitowe i amonito¬ we byly polaczone ze soba w oddzielne ciagi.Mechanizm do zmiany polaczenia komór A i K sklada sie z dzwigni 4 polaczonej z pionowym walkiem 5 i rura 6, która osadzona jest obrotowo od dolu w tulei lozyskowej 7 a od góry w tulei lozyskowej 8. Walek 5 osadzony jest obrotowo w tulei 9. Docisk- komór A i K do siebie wyko¬ nuje sie kolem 10 zamocowanym do tulei 9 po¬ laczonej obrotowo gwintem z pierscieniem 11 za¬ mocowanym do górnej plyty 2 konstrukcji nosnej wymiennika.Obrotowa rura 6 jest zaopatrzona od góry w przewody 12 i 13 doprowadzajace roztwory re¬ generacyjne, w przewód 14 odprowadzajacy wode zdemineralizowana, od dolu w przewody 15 i 16 odprowadzajace roztwory regeneracyjne, w prze¬ wód 17 doprowadzajacy wode, a wewnatrz w prze¬ wody 18 i 19 laczace naprzemian poszczególne komory miedzy soba. Poszczególne koncówki przewodów 12—19 osadzone w rurze 6 lacza sie przy obrocie tej rury odpowiednio z komorami A i K poprzez otwory R wykonane w sciankach S komór. Poza tym kazdy z przewodów jest za¬ opatrzony w zawór odcinajacy, nieuwidoczniony na rysunku.Opisany wielokomorowy wymiennik jonitowy dziala w sposób nastepujacy.W cyklu roboczym, podczas prowadzenia pro¬ cesu demineralizacji wody, komory kationitowe K i anionitowe A zgodnie z fig. 1 ulozone naprze¬ mian sa polaczone w jeden ciag. Woda przezna¬ czona do oczyszczania wprowadzana jest przewo¬ dem 17 i przechodzi przez kolumne wymieniaczy jonowych, nastepnie przewodem 14 jako oczysz¬ czona odplywa do wykorzystania. Przewody 12 i 13 sa w tym czasie zamkniete. Po wyczerpaniu wlasnosci absorpcyjnych wymieniaczy jonowych, zatrzymuje sie proces demineralizacji wody i roz¬ poczyna sie cykl regeneracyjny tych wymieniaczy.Przez przekrecenie dzwigni 4 o 180° odcina sie doplyw wody przewodem 17 oraz do kazdego ciagu komór z kationitem i anionitem wprowadza sie odpowiedni roztwór regeneracyjny dostoso¬ wany do wlasciwosci danego wymieniacza. Zgod¬ nie z fig. 2, do ciagu komór w których umiesz¬ czony jest kationit K wprowadza sie przewo¬ dem 12 odpowiedni kwas regeneracyjny i odpro¬ wadza sie przewodem 15, a do ciagu komór z anionitem A przewodem 13 wprowadza sie roz¬ twór lugu lub amoniaku i odprowadza sie prze¬ wodem 16. Przewody 14 i 17 sa w tym czasie zam¬ kniete. Po zregenerowaniu i wyplukaniu wymie¬ niaczy oraz przestawieniu dzwigni 4 do polozenia wyjsciowego pokazanego na fig. 1 proces demine¬ ralizacji wody mozna prowadzic w dalszym ciagu. PLPriority: Published: 10.XI. 1965 50271 KI. 85b, 3/03 MKP CO 2 b UKD ^ Inventors of the invention: prof. Wladyslaw Olczakowski, MSc, Ignacy Motyka, MSc, Stanislaw Kramarczyk, MSc, Józef Kowal, Jerzy Chrzaszcz, MSc, Eng. Henryk Szczypa Patent owner: Central Mining Institute, Katowice (Poland) Multi-chamber ion exchanger for water demineralization rotatably mounted on its axis so that, after the rotation, in the working cycle in each column there were alternating cationic and ammonite chambers, and in the regeneration cycle in one column there were only ammonite chambers and in the other cation exchange chambers forming separate sequences . Such an exchanger has a number of advantages, but with prolonged operation, especially when the chambers are frequently moved from one regeneration column to another, it has happened that the seals were damaged. In this case, in order to prevent leakage of water or regeneration solution, it was necessary to periodically replace the seals, which could be a disadvantage in motor practice. The above disadvantage has been eliminated by using the exchanger according to the present invention. The essence of the invention consists in the fact that the cation exchanger and ammonite chambers are alternately permanently fixed in one column of the exchanger, and a vertical pipe is rotatably mounted in the axis of these chambers, which during the regeneration cycle connects the cation exchange chambers with each other in one sequence - nionite and ammonite with ammonite, and after turning it to a different position, for example by 180 °, connects the cation and ion exchange chambers. 30 20 Thanks to this, the proper process of water demineralization and the regeneration of ion exchangers is carried out at fixed chambers, which eliminates the separation of chambers with different beds provided for in the exchanger according to the main patent 48014. Moreover, in the case of using an exchanger for water treatment, the device enables The selection of the ion exchanger with appropriate properties adapted to the chemical composition of the molecular impurities in the water, and enables better demineralised water than the existing mixed-bed ion exchangers, and also allows the use of a large number of chambers with its small dimensions. The invention is illustrated in an exemplary embodiment in the drawing, in which Fig. 1 shows a multi-chamber ion exchanger in a cross section along its vertical axis, where the ion exchange chambers are arranged alternately one above the other, adapted to the water demineralization process, Fig. 2 - in section along its vertical axis, in the pol of the actual ion exchange chambers for the regeneration process, Fig. 3 - detail B in Fig. 1, and Fig. 4 - a section along the line C-C in Fig. 3. The exchanger consists of a support structure with a base 1 and the upper plate 2 connected to each other by rods 3, from one ionization column equipped with cation exchange chambers K and ammonite chambers A, and from the drive mechanism 502713 50271 4 for shifting the central tube 6 so that in the working cycle in the process of demineralizing the water in the column there are the alternately arranged cation exchanger K and ammonite chambers A, forming one sequence, and during the regenerative cycle of the exchanger, the cation exchanger and ammonium chambers were connected to each other into separate strings. The mechanism for changing the connection of chambers A and K consists of a lever 4 connected to the vertical roller 5 and the tube 6, which is rotatably mounted on the bottom of the bearing sleeve 7 and on the top in the bearing sleeve 8. The roller 5 is rotatably mounted in the sleeve 9. The pressure of chambers A and K against each other is performed k with a ring 10 attached to the sleeve 9, rotatably connected with a ring 11 attached to the upper plate 2 of the heat exchanger support structure. The rotating tube 6 is provided on the top with lines 12 and 13 supplying regenerative solutions, with a conduit 14 draining demineralized water, from the bottom into the lines 15 and 16 discharging regenerative solutions, into the water supply line 17, and inside the lines 18 and 19 connecting alternately individual chambers between them. The individual ends of the lines 12-19 embedded in the tube 6 are connected by the rotation of this tube with the chambers A and K, respectively, through the holes R made in the walls S of the chambers. In addition, each line is provided with a shut-off valve, not shown in the drawing. The described multi-chamber ion exchanger functions as follows: In the operating cycle, during the demineralization process of water, the cation exchange chambers K and anion exchange chambers A according to Fig. 1 are arranged alternately they are connected in one sequence. The water to be purified is introduced through line 17 and passes through the ion exchanger columns, then through line 14 as purified drain for use. Lines 12 and 13 are closed at this time. When the absorption properties of ion exchangers are exhausted, the process of water demineralization is stopped and the regeneration cycle of these exchangers begins. By turning the lever 4 by 180 °, the water supply is cut off through the line 17, and the appropriate regeneration solution is introduced into each series of chambers with cation exchangers and anion exchangers. ¬ tied to the properties of the exchanger. According to Fig. 2, appropriate regenerative acid is introduced via conduit 12 into the series of chambers in which the cation exchanger K is placed and discharged via conduit 15, and the solution is introduced into the string of chambers with anion exchanger A via conduit 13 slurry or ammonia and is discharged through line 16. Lines 14 and 17 are closed at this time. After the exchangers have been regenerated and rinsed, and the lever 4 has been moved to the starting position shown in Fig. 1, the water demineralisation process can continue. PL