DE2360086C3 - Pulsator für chemische Trenneinrichtungen - Google Patents
Pulsator für chemische TrenneinrichtungenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Pulsator für chemische Trenneinrichtungen, mit einem hin- und herbewegten,
unmittelbar auf das Medium einwirkenden, in Führungsbücnsen
gelagerten Pulsationskolben.
Pulsatoren bewirken in chemischen Trenneinrichtungen eine kontinuierliche Flüssig-Flüssig-Extraktion in
einem säulenförmigen Flüssigkeitsbehälter, durch welchen ein Flüssigkeitsgemisch hindurchgeleitet wird.
Dabei kann der Flüssigkeitsbehälter mit eingebauten Siebböden versehen sein.
Es ist bereits ein Pulsator für chemische Trenneinrichiungen
bekannt (US-PS 37 23 0691 bei welchem vor und hinter dem Pulsationskolben ein Gaspolster vorgesehen
ist, dessen Volumen verändert werden kann. Dadurch wird bei gleichbleibendem Pulsationskolbenhub der
Flüssigkeitshub in der Trenneinrichtung, also die Pulsationswirkung, verändert. Solche Pulsationseinrichtungen,
die über Gaspolster auf die zu beeinflussende Flüssigkeit einwirken, haben insbesondere den Nachteil,
daß eine U-Rohrverbindung zwischen dem Flüssigkeitsbehälter und dem Gaspolsterraum zwingend erforderlich
ist, weil sich sonst das Gaspolster vor dem Kolben nicht halten kann. Bei der Druckübertragung über die
U-Rohrverbindung sind Leistungsverluste unvermeidlieh. Außerdem wird durch die U-Rohrverbindung die
Charakteristik der Druckimpulse beeinflußt, die im Behälter der Trenneinrichtung zur Wirkung kommen.
Bei der bekannten Einrichtung machen sich auch Eigenschwingungen des U-förmigen Verbindungsrohres
bemerkbar, welche die Form der zur Wirkung gelangenden Druckimpulse mit beeinflussen. Ein weiterer
Nachteil ist die Kompressibilität des vor dem Pulsationskolben angeordneten Gaspolsters;, die sich
negativ auf die Flankensteilheit der zur Übertragung gelangenden Impulse auswirkt.
Es ist auch bereits bekannt (DT-OS 2135 818),
Pulsationskolben über eine Verbindungsrohrleitung oder unmittelbar auf die in der chemischen Trennein
richtung befindliche Flüssigkeit einwirken zu lassen. Die Bewegung des Pulsationskolbens wird dabei überwiegend
durch einen am Pulsationskolben angreifenden Kurbeltrieb bewirkt. Zur Abdichtung der Kolben
werden Dichtungsringe oder Dichtungsmanschetten verwendet, die in Reibungsberührung mit dem pulsierenden
Kolben stehen. Diese Dichtungsmittel haben den Nachteil, daß sie einer Abnutzung unterworfen sind und
mit der Zeit eine stärkere Leckage von Flüssigkeit aus der chemischen Trennkolonne ergeben. Bei aggressiven
oder giftigen Flüssigkeiten muß jedoch eine Leckage unbedingt vermieden werden. Ein weiterer Nachteil der
Dichtungsorgane besteht darin, daß sie Pulsationen höherer Frequenz durch die Reibungsberührung mit
dem Kolben erschweren und beeinträchtigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Pulsator zu schaffen, der unter Vermeidung der
vorstehend genannten Nachteile bekannter Pulsatoren in seiner Bewegung nicht durch starke Reibungskräfte
gestört wird und der hermetisch abgedichtet ist, so daß keine Leckflüssigkeit nach außen dringen kann.
Die gessellte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Pulsator der eingangs genannten Art dadurch
gelöst, daß auf der Rückseite des Kolbens ein nach außen abgeschlossener Gasraum ausgebildet ist, der
über eine Ventileinrichtung mit einer Druckgasleitung verbunden ist und ein einen Gegendruck erzeugendes
Gaspolster zur hermetischen Abdichtung des Pulsationskolbens bildet. Durch dieses Gaspolster läßt sich
eine hermetische Abdichtung des Kolbens unter Vermeidung von Dichtungsringen und Dichtungsmanschetten
erzielen. Der Pulsationskolben kann also in seinen Führungsbüchsen ohne die von Dichtungsringen
oder Dichtungsmanschetten ausgeübten störenden Reibungskräfte ungestört schwingen. Der erfindungsgemäß
ausgebildete Pulsator hat den weiteren Vorteil, daß keine Verzerrung dei Impulscharakteristik durch
Zwischenglieder auftreten kann. Dieser Vorteil kommt insbesondere bei hydraulisch betriebenen Pulsationskolben
zur Wirkung, wo die Impulscharakteristik durch eine zeitliche Steuerung der dem Hydraulikzylinder
rjgiführten Flüssigkeitsmenge in sehr weiten Grenzen beeinflußt werden kann.
Zweckmäßig kann der Pulsationskolben in an sich bekannter Weise als rückseitig offener Hohlzylinder
gebildet sein, dessen Öffnungsrand in eine nach aUßen abgeschlossene und zum Gasraum hin geöffnete
Flüssigkeitskammer hineinragt, die zur Aufnahme von ι ck- oder Spülflüssigkeit dient. Bei der Behandlung
ent aggressiver Flüssigkeiten kann in der Flüssigkeitskammer"Leckflüssigkeit
vorgesehen sein. Bei aggressi-Flüssigkeiten wird jedoch ein neutrales Spülmittel
^rwendet. Das Flüssigkeitsbad in der Flüssigkeitskam-V
r steht in jedem Falle unter dem Druck des Γ sDolsters, der durch eine Gaszufuhr in den Casraum
■ Abhängigkeit vom Druck in der Trenneinrichtung
'"ittels eines Druckregel- oder Druckverhältnisventils
gesteuert sein kann. Die Drucksteuerung in der Gaskammer kann aber auch mittels eines in der
Flü'-sigkeitskammer angeordneten Schwimmerventils
bewirkt werden, das eine Gaszufuhr in den Gasraum in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsstand in der Flüssigkeitskammer steuert. Das Gaspolster bewirkt, daß keine
Leckverluste am Pulsationskolben auftreten, sondern die zwangsläufige Flüssigkeitswanderung im Lagerspalt
des Kolbens bei dessen hin- und hergehender Bewegung in beiden Richtungen ausgeglichen wird. Durch eine
entsprechende Druckeinstellung im Gaspolster kann aber auch erreicht werden, daß die Flüssigkeitsbewegung
aus dem Flüssigkeitsiraum in die chemische Trenneinrichtung hinein überwiegt, was bei aggressiven
Behandlungsflüssigkeiten unter Verwendung eines neutralen Spülmittels in der Flüssigkeitskammer erforder
Hch ist Zu diesem Zweck kann der Flüssigkeitsraum an seiner tiefsten Stelle mit einer absperrbaren Flüssigkeitszuleitung
oder auch -ableitung versehen sein.
Mit dem Pulsator gemäß der Erfindung läßt sich dessen vollständige Abdichtung nach außen erzielen.
Vorteilhafterweise wird die Flüssigkeitskammer als Ringkammer ausgebildet und konzentrisch zu dieser
Ringkammer ein doppelt wirkender hydraulischer Antriebszylinder angeordnet, dessen Kolbenstange in
den Gasraum ragt und mit dem Pulsatorkolben verbunden ist. Dadurch wird nicht nur eine kompakte
Bauweise des Pulsators und ein besonders wirksamer Antrieb des Pulsationskolbens, sondern auch eine gute
Abdichtung des Gasraumes nach außen erzielt, so daß im Gaspolster nur geringe Leckmengen aus der
Druckgasleitung ersetzt werden müssen.
Zur Sicherheit kann an der tiefsten Stelle des Gasraumes eine zu einem Schwimmerabscheider
führende absperrbare Auslaßleitung angeschlossen sein der'bei einem ungewollten Flüssigkeitseintritt in
den'eigentlichen Gasraum ein geordnetes Abscheiden dieser Flüssigkeit erlaubt. 5<>
Nachfolgend werden in Verbindung mit der mehr oder weniger schematischen Zeichnur.g zwei Ausfuhrungsbeispiele
eines erfindungsgemäß ausgebildeten Pulsators näher beschrieben. Im einzelnen zeigt
Fie 1 einen zentralen Querschnitt durch den
Pulsationskolben und dessen Antriebsvorrichtung sowie die zur hermetischen Abdichtung vorgesehenen Vor^g^SgegenüberFig,
1 unterschiedlich gesteuertes Ausführungsbeispiel eines Pulsators.
Die Figuren zeigen das untere Ende eines saulenför migen Flüssigkeitsbehälters 10 einer chemischen Trenn-Schtung
das in einen Zylinderabschnitt 11 ausläuft, m
weTchem fwei Führungsbüchsen 12 und 13 für einen
SSsko.ben 14 angeordnet„J.1D* **£- *5
r^^:^I-^aum^deT^
ibgewandten offenen End« 141 in eine Flüssigkeit»
kammer 16 eintaucht. Der Pulsationskolben 14 ist mit der Kolbenstange .7 eines Antriebskolbens 18 eines
doppeltwirkenden hydraulischen Antriebszylinders 19 fest verbunden, dessen Zylinderkammern über nicht
dargestellte Anschlußleitungen mit einer umsteuerbaren Hydraulikpumpe mit verstellbarer Fördermenge
verbunden sind, die ebenfalls nicht dargestellt ist Der Pulsationskolben 14 könnte aber auch mit einem
mechanischen Kurbeltrieb verbunden sein.
Der hydraulische Antriebszylinaer 19 ist koaxial zum
Zylinderabschnitt 11 des Flüssigkeitsbehälters 10 und konzentrisch zur Flüssigkeitsringkammer 16 angeordnet.
Auf der Innenseite des Pulsationskolbens 14 ist ein Gasraum 20 ausgebildet, der zum Flüssigkeitsbehälter
10 hin durch den Pulsationskolben 14 und nach außen hin durch die Wandungen der Flüssigkeitsringkammer
16 und des Antriebszylinders 19 begrenzt ist, so daß der Gasraum 20 nach außen vollständig abgeschlossen ist.
Mit der Flüssigkeitsringkammer 16 kommuniziert der Gasraum über einen breiten Umfangsringspalt 21.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist der Gasraum 20 über eine Verbindungsleitung 22 und ein
Druckregelventil 23 mit einer Druckgasleitung 24 verbunden. Wie durch eine gestrichelte Linie 25
angedeutet ist, wird das Druckregelventil 23 von dem im Flüssiskeitsbehälter 10 herrschenden Druck gesteuert,
so daß der Druck im Gasraum 20 immer an den Druck im Innenraum 15 des Flüssigkeitsbehälters 10 angepaßt
ist. Vorzugsweise wird Druckgleichheit angestrebt Es kann aber auch ein leichter Überdruck im Gasraum 20
eingestellt werden, wenn beispielsweise in die Flüssigkeitsringkammer 16 ein Spülmittel eingefüllt ist, dessen
Zufuhr über eine mit strichpunktierten Linien eingezeichnete Leitung 26 aufrechterhalten werden kann und
das durch ein Hochsteigen entlang der Außenseite des Pulsationskolbens 14 das Austreten von Leckflüssigkeit
aus dem Innenraum 15 des Flüssigkeitsbehälters 10 in die Flüssigkeitsringkammer 16 verhindern soll. Der
Pulsationskolben ist nicht durch Dichtungsmanschetten oder Dichtungsringe abgedichtet, sondern gleitet
ausschließlich auf den Führungsbüchsen 12 und 13. Eine zusätzliche Führung wird durch den Antriebskolben
im Antriebszylinder 19 erteilt
Die Gaskammer 20 des dargestellten Pulsators kann über eine vom tiefsten Punkt dieser Kammer ausgehende
und mit strichpunktierten Linien eingezeichnete Leitung 27 aus Sicherheitsgründen mit einem
Schwimmerabscheider 28 verbunden sein, über welchen in ungewollter Weise in den Gasraum 20 aus der
Flüssigkeitsringkammer 16 austretende Flüssigkeit gefahrlos abgesondert werden kann.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.2 wird die
Druckgaszufuhr aus der Druckgasleitung 24 durch ein Schwimmerventil 29 in Abhängigkeit vom Stand des
Flüssigkeitsspiegels 30 in der Flüssigkeitsringkammer 16 gesteuert Die Schwimmerkuge' 31 des Schwimmerventils
29 ist mit einem ausreichend großen Eigengewicht versehen, so daß das Ventil ohne Schließfeder bei
ausreichend niedrigem Stand des Flüssigkeitsspiegels durch das Eigengewicht der Schwimmerkugel
geschlossen wird. In der Flüssigkeitsringkammer kann beispielsweise Leckflüssigkeit vorhanden sein, die
aus dem Behälterinnenraum 15 stammt Sobald der Flüssigkeitsspiegel 30 eine vorgegebene Maximalhöhe
übersteigt, öffnet das Schwimmerventil 29, und über eine Zuleitung 32 dringt Druckgas in die FlüssigWeitsringkammer
16 und den mit ihr kommunizierendes Gasraum 20 ein und erhöht den Druck im Gaspolster
des Pulsators. Dadurch wird bei der kontinuierlichen Auf- und Abbewegung des Pulsationskolbens 14
Leckflüssigkeit aus der Flüssigkeitsringkammer 16 zurück in den Innenraum 15 des Flüssigkeitsbehälters 10
verdrängt. Auch bei dieser Ausführungsform entfallen besondere Dichtungen am Umfang des Pulsationskolbens.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Pulsator für chemische Trenneinrichtungen, mit einem hin- und herbewegten, unmittelbar auf das
Medium einwirkenden, in Führungsbüchsen gelagerten Pulsationskolben, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Rückseite des Pulsationskolbens
(14) ein nach außen abgeschlossener Gasraum (20) ausgebildet ist, der über eine Ventileinrichtung (23; 29) mit einer Druckgasleitung
(24) verbunden ist und ein einen Gegendruck erzeugendes Gaspolster zur hermetischen Abdichtung
des Pulsationskolbens (14) bildet.
2. Pulsator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Pulsationskolben (14) in an sich bekannter V/eise als rückseitig offener Hohlzylinder
ausgebildet ist, dessen Öffnungsrand (141) in eine nach außen abgeschlossene und zum Gasraum (20)
hin geöffnete Flüssigkeitskammer (16) hineinragt, die zur Aufnahme von Leck- oder Spülflüssigkeit
dient.
3. Pulsator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Ventileinrichtung ein Druckregeloder
Druckverhältnisventil (23) vorgesehen ist, um die Gaszufuhr in den Gasraum (20) in Abhängigkeit
vom Druck in der Trenneinrichtung zu steuern.
4. Pulsator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Ventileinrichtung ein in der
Flüssigkeitskammer (16) angeordnetes Schwimmerventil (29) zur Steuerung der Gaszufuhr in den
Gasraum (20) in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsstand in der Fiüssigkeitskammer (16) vorgesehen ist.
5. Pulsator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitskanalmer
(16) als Ringkammer ausgebildet ist und daß konzentrisch zu dieser RingUamtner ein doppelt
wirkender hydraulischer Antriebszylinder (19) angeordnet ist, dessen Kolbenstange (17) in den
Gasraum (20) ragt und mit dem Pulsationskolben (14) verbunden ist.
6. Pulsator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasraum (20) an
seiner tiefsten Stelle mit einer zu einem Schwimmerabscheider (28) führenden, absperrbaren AuslaEHeitung(27)
versehen ist.
7. Pulsator nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsraum
(16) an seiner tiefsten Stelle mit einer absperrbaren Flüssigkeitszu- und -ableitung (26) versehen ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19732360086 DE2360086C3 (de) | 1973-12-03 | Pulsator für chemische Trenneinrichtungen |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19732360086 DE2360086C3 (de) | 1973-12-03 | Pulsator für chemische Trenneinrichtungen |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
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DE2360086A1 DE2360086A1 (de) | 1975-06-05 |
DE2360086B2 DE2360086B2 (de) | 1977-03-10 |
DE2360086C3 true DE2360086C3 (de) | 1977-10-20 |
Family
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