DE924210C - Method and device for maintaining a constant ratio of the throughput quantities of liquid or gaseous substances - Google Patents

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Aufrechterhalten eines gleichbleibenden Verhältnisses der Durchsatzmengen an flüssigen oder gasförmigen Stoffen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einstellen und Konstanthalten des Mengenverhältnisses zweier oder mehrerer Teilströme flüssiger, dampfförmiger oder gasförmiger Medien, die aus einem Hauptstrom verzweigt und in einen solchen wieder zusammengeführt werden, wobei in wenigstens einem der Teilströme laminare Strömung herrscht. Bei Filtrationen, Ionenaustauschreaktionen, Adsorptionen, Extraktionen, katalytischen Reaktionen u. dgl. Vorgängen, bei denen flüssige, dampfförmige oder gasförmige Stoffe mit festen Stoffen in Wechselwirkung treten, werden im allgemeinen die Flüssigkeiten, Gase oder Dämpfe in laminarer Strömung durch die mit den festen Stoffen gefüllten Reaktionsräume geführt. In Rohrleitungen, besonders in deren Biegungen, und in Ventilen od. dgl. Armaturen herrscht jedoch bei deren üblichen Abmessungen turbulente Strömung.Method and apparatus for maintaining a constant Ratio of the flow rates of liquid or gaseous substances The invention relates to a device for setting and keeping the quantitative ratio constant two or more partial flows of liquid, vaporous or gaseous media, which branch out from a main stream and are brought together again in one, laminar flow prevails in at least one of the partial flows. For filtrations, Ion exchange reactions, adsorptions, extractions, catalytic reactions and the like Like. Processes in which liquid, vapor or gaseous substances with solid When substances interact, liquids and gases generally become or vapors in a laminar flow through the reaction spaces filled with the solid substances guided. In pipes, especially in their bends, and in valves or the like. Valves, however, have a turbulent flow with their usual dimensions.

Bei laminarer Strömung nimmt der Strömungswiderstand und damit der Druckabfall im Leitungsweg linear mit der Strömungsgeschwindigkeit zu, während er bei turbulenter Strömung im Quadrat zur Strömungsgeschwindigkeit wächst.With laminar flow, the flow resistance and thus the Pressure drop in the conduit path increases linearly with the flow rate while he is in the case of turbulent flow, it increases by the square of the flow velocity.

Bei der Durchführung der genannten Prozesse ist es in diesen Fällen, insbesondere bei. Adsorptionen, Ionenaustauschprozessen und katalytischen Gasreaktionen, oftmals erforderlich oder zweckmäßig, daß nur ein Teil des zu behandelnden, flüssigen, gas- oder dampfförmigen Stoffes oder Stoffgemisches durch eine Behandlungszone geführt und danach mit dem unbehandelten Teil wieder vereinigt wird oder daß der zu behandelnde gas- oder dampfförmige Stoff in mehrere Teilströme zerlegt wird, die durch verschiedene Behandlungsräume geführt und danach. wieder vereinigt werden, wobei einer .dieser Teilströme unbehandelt bleiben kann.When carrying out the processes mentioned, in these cases it is especially at. Adsorptions, ion exchange processes and catalytic gas reactions, it is often necessary or expedient that only part of the liquid, Gaseous or vaporous substance or mixture of substances passed through a treatment zone and then reunited with the untreated part or that to be treated gas- or vaporous substance is broken down into several substreams, which by different Treatment rooms guided and afterwards. be reunited, with one .this Partial flows can remain untreated.

Für Verfahren dieser Art ist es erforderlich, daß das Mengenverhältnis der einzelnen Teilströme konstant und von der in der Zufuhrleitung herrschenden Strömungsgeschwindigkeit unabhängig ist, damit das Endprodukt, das alle Teilströme vereinigt, eine zeitlich konstante Zusammensetzung erhält.For processes of this type it is necessary that the quantitative ratio of the individual partial flows constant and of the one prevailing in the supply line Flow rate is independent, so the end product, which is all partial flows united, a composition that is constant over time is obtained.

In der Praxis bietet die Erfüllung dieser Bedingung gewöhnlich Schwierigkeiten, weil .der Gesamtdurchsatz der flüssigen, gas- oder dampfförmigen Stoffe häufig beträchtlichen Schwankungen unterliegt und weil die Strömungsverhältnisse -in den Leitungszweigen nicht einheitlich turbulent oder laminar sind.In practice, the fulfillment of this condition usually presents difficulties because .the total throughput of liquid, gaseous or vaporous substances is often subject to considerable fluctuations and because the flow conditions - in the line branches are not uniformly turbulent or laminar.

Schon innerhalb einer einzelnen Teilstromleitung gibt es neben Teilen laminarer Strömung auch solche mit turbulenter Strömung, so daß die Abhängigkeit der Strömungsgeschwindigkeit vom Strömungswiderstand weder eine rein lineare noch eine rein quadratische Funktion ist, sondern sich effektiv aus Gliedern linearen und Gliedern quadratischen Charakters zusammensetzt.There are already parts within a single partial flow line laminar flow also those with turbulent flow, so that the dependence the flow velocity from the flow resistance is neither a purely linear nor a is a purely quadratic function, but is effectively made up of linear terms and members of a square character.

Sind nun in den einzelnen Leitungszweigen die Anteile von laminarer und turbulenter Strömung jeweils verschieden, .dann besteht auch für jede dieser Teilstromleitungen eine andere Abhängigkeit von Strömungsgeschwindigkeit und Strömungswiderstand, und damit muß sich das Verhältnis der durch diese Leitungen gehenden Teilstrommengen mit der Strömungsgeschwindigkeit im Hauptstrom ändern.Are now the proportions of laminar in the individual line branches and turbulent flow are each different, .then also exist for each of these Partial flow lines have a different dependency on flow velocity and flow resistance, and thus the ratio of the partial currents going through these lines must be change with the flow velocity in the main stream.

Als Regeleinrichtungen, die ein stets gleichbleibendes Durchsatzverhältnis der Teilströme eintstellen, wurden bisher Geräte verwendet, die in ihrem grundsätzlichen Aufbau aus Meßgeräten und Regelorganen bestehen. Mit Hilfe der Meßgeräte werden die Strömungsgeschwindigkeiten in den Teilstromleitungen gemessen und aus den Meßwerten in geeigneten Vorrichtungen ,die Quotienten der Meßwerte, also :die konstant zu haltenden. Verhältnisse, gebildet.As a control device that always has a constant throughput ratio adjust the partial flows, devices have been used so far that in their basic Structure consist of measuring devices and control organs. With the help of the measuring instruments the flow velocities measured in the partial flow lines and from the measured values in suitable devices, the quotients of the measured values, so: the constant to holding. Relationships, formed.

Abweichungen in den Quotienten dieser Meßwerte von einem gegebenen Wert werden über. die Regelorgane auf die Ventile in den Teilstromleitungen .derart übertragen, d.aß diese geöffnet oder gedrosselt werden, bis der gegebene konstante Wert wieder eingestellt ist. Solche Regeleinrichtungen sind in jedem Fäll unabhängig von den in den Teilströmen herrschenden Strömungsverhältnissen anwendbar, sind aber technisch sehr anspruchsvoll und teuer.Deviations in the quotients of these measured values from a given one Value will be over. the control organs on the valves in the partial flow lines .derart transmitted, i.e. that these are opened or throttled until the given constant Value is set again. Such control devices are independent in each case of the flow conditions prevailing in the partial flows are applicable, however technically very demanding and expensive.

Es wurde nun gefunden, .daß sich die Aufgabe, das Durchsatzverhältnis in den Leitungszweigen eines verzweigten Leitungssystems konstant zu halten, mit einfachen Mitteln lösen läßt, wenn in wenigstens einem Leitungszweig überwiegend laminare Strömung herrscht. In der Praxis tritt dieser Fall häufig ein, z. B. bei der Behandlung von Wasser mit Ionenaustauschern, wobei ein Teil des Wassers durch einen Kationenaustauscher im Neutralaustausch, ein anderer durch einen Kationenaustauscher im Wasserstoffzyklus geführt wird, während gegebenenfalls ein dritter Anteil unbehandelt bleibt, oder bei der Konditionierung von Luft, wobei beispielsweise ein. Luftstrom zu einem Teil getrocknet, zum anderen temperiert, z. B. erhitzt wird.It has now been found that the task, the throughput ratio to keep constant in the line branches of a branched line system, with can solve simple means if predominantly in at least one branch laminar flow prevails. In practice, this is often the case, e.g. B. at the treatment of water with ion exchangers, some of the water through one cation exchanger in neutral exchange, another through a cation exchanger is performed in the hydrogen cycle, while optionally a third portion is untreated remains, or in the conditioning of air, for example a. Airflow partly dried, partly tempered, e.g. B. is heated.

Die jeweils gewünschten Einwirkungen auf die strömenden Medien erfolgen in Reaktionsräumen bei laminarer Strömung, während in,den Zuleitungsrohren, Armaturen u. dgl. turbulente Strömung herrscht. Der Strömungswiderstand eines solchen Systems setzt sich also aus einem Anteil mit linearer Abhängigkeit-und einem solchen mit quadratischer _ Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit zusammen.The respective desired effects on the flowing media take place in reaction chambers with laminar flow, while in, the supply pipes, fittings and the like. Turbulent flow prevails. The flow resistance of such a system is thus made up of a component with a linear dependency and one with quadratic _ dependence on the flow velocity.

Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß bei der Aufteilung des Stromes eines flüssigen oder gasförmigen Mediums in mehrere Teilströme und nachfolgender Zusammenfassung dieser Teilströme in einen Strom das Verhältnis der Durchflußmengen in allen Teilströmen konstant und von der Durchflußmenge im Hauptstrom unabhängig ist, wenn sich die Strömungswiderstände aller Teilströme im gleichen Verhältnis aus Anteilen linearer und Anteilen quadratischer Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit zusammensetzen. In allen Teilströmen herrscht der gleiche Gesamtdruckabfall, der sich jedoch in .den einzelnen Teilströmen infolge Anwendung verschiedener Bauelemente in verschiedenen Verhältnissen aus Druckabfällen, die durch turbulente Strömung bedingt sind, und aus solchen, die durch laminare Strömung verursacht werden, zusammensetzt.The invention is based on the idea that when dividing of the flow of a liquid or gaseous medium into several substreams and the following Combining these partial flows into one flow is the ratio of the flow rates constant in all partial flows and independent of the flow rate in the main flow is when the flow resistances of all partial flows are in the same ratio from proportions of linear and proportions of quadratic dependence on the flow velocity put together. In all partial flows there is the same total pressure drop, the however, in the individual substreams as a result of the use of different components in various ratios from pressure drops caused by turbulent flow and are composed of those caused by laminar flow.

Werden nun in den einzelnen Teilströmen bei gleichem Gesamtdruckabfall die durch laminare Strömung hervorgerufenen Druckabfälle annähernd gleichgemacht, dann werden auch die durch turbulente Strömung hervorgerufenen Druckabfälle annähernd gleich, weil sie die Differenzen zwischen dem Gesamtdruckabfall und dem jeweiligen, durch laminare Strömung bedingten Druckabfall sind.Are now in the individual partial flows with the same total pressure drop the pressure drops caused by laminar flow are approximately equalized, then the pressure drops caused by turbulent flow are approximate equal, because they show the differences between the total pressure drop and the respective are pressure drops caused by laminar flow.

Wird beispielsweise die Behandlung vorn Wasser mit einem Ionenaustauscher in der Weise ausgeführt, .daß ein Teilstrom des Wassers mit dem Ionenaustauscher in Berührung gebracht wird, während der- andere Teil unbehandelt bleibt, dann wird für den letzteren eine Rohrleitung angewandt, in welcher praktisch rein turbulente Strömung herrscht, während in dem durch den; Ionenaustauscher führenden Stück Überwiegend laminare Strömung vorliegt. Deshalb hängen die Strömungswiderstände in verschiedener Weise von der Strömungsgeschwindigkeit im Hauptstrom ab. Die geforderte gleiche Abhängigkeitderbeiden Strömungswiderstände von der Geschwindigkeit des Hauptstromes wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß in dem Stück mit überwiegend turbulenter Strömung ein Bauelement mit laminarer Strömung aufgenommen wird, .das so bemessen ist, daß sich die Strömung in den verschiedenen Leitungszweigen im gleichen Verhältnis aus Anteilen turbulenter und laminarer Strömung zusammensetzt. Das ist dann der Fall, wenn der durch das Bauelement hervorgerufene Druckabfall infolge laminarer Strömung gleich oder annähernd gleich dem durch laminare Strömung bedingten Druckabfall in den anderen Filter- oder Absorptionsräume enthaltenden Leitungszweigen wird. Ein solches Bauelement enthält z. B. eine filterähnliche Schüttung körnigen Materials, in welcher Korngröße, Strömungsgeschwindigkeit und Schütthöhe so bemessen sind, daß darin im gesamten in Betracht kommenden Geschwindigkeitsbereich laminare Strömung herrscht. Das ist bekanntlich dann der Fall, wenn die Reynoldsche Kennzahl, bezogen auf die mittlere Korngröße, kleiner als 230o ist.For example, the treatment of water with an ion exchanger Executed in such a way, .that a partial flow of the water with the ion exchanger is brought into contact while the other part is left untreated, then becomes for the latter a pipeline is used in which it is practically purely turbulent Current prevails while in which through the; Mostly ion exchanger leading piece laminar flow is present. Therefore the flow resistances depend in different ways Deviate from the flow velocity in the main stream. The requested same Dependence of the two flow resistances on the speed of the main flow is achieved according to the invention that in the piece with predominantly turbulent Flow a component with laminar flow is recorded, .das dimensioned is that the flow in the various branches in the same Ratio made up of proportions of turbulent and laminar flow. That is then the case when the pressure drop caused by the component as a result laminar flow is the same or approximately the same as that caused by laminar flow Pressure drop in the pipe branches containing the other filter or absorption chambers will. Such a component includes, for. B. granulate a filter-like bulk Material, in which grain size, flow velocity and dump height so dimensioned are that in the entire speed range in question laminar There is a current. As is well known, this is the case when the Reynold's key figure, based on the mean grain size, is smaller than 230o.

Durch die Einfügung eines Zusatzwiderstandes in Gestalt des erfindungsgemäßen Bauelementes wird also die Durchsatzmenge des regulierten Leitungszweiges und das Durchsatzverhältnis zu anderen Leitungszweigen einstellbar, und auf diese Weise gelingt es, in allen Teilströmen ein konstantes Verhältnis der Durchflußmengen fest einzustellen.By inserting an additional resistor in the form of the one according to the invention Component is the throughput of the regulated branch and the Throughput ratio to other line branches adjustable, and in this way it is possible to establish a constant ratio of the flow rates in all partial flows to adjust.

Die hierfür geeignete erfindungsgemäße Vorrichtung ist äußerst einfach in ihrem Aufbau und deshalb billig und erfordert keinerlei Bedienung und Überwachung. Die Vorrichtung besteht aus einem Behälter von z. B. kreisförmigem Querschnitt, beispielsweise aus einem vertikalen Rohr, das an seinen Enden mit Anschlüssen und gegebenenfalls mit regelbaren Absperrvorrichtungen versehen ist. An den Auslässen dieses Behälters sind zweckmäßig Siebböden od. dgl. angeordnet, die eine Aussch%vernmung des im Behälter untergebrachten körnigen Materials verhindern. Die Vorrichtung sowie ihre Anordnung in einigen Anlagen sind in den Abbildungen beispielsweise und schematisch dargestellt.The device according to the invention suitable for this purpose is extremely simple in its construction and therefore cheap and does not require any operation or supervision. The device consists of a container of e.g. B. circular cross-section, for example from a vertical tube, which at its ends with connections and if necessary, is provided with adjustable shut-off devices. At the outlets this container are expediently sieve trays or the like of the granular material housed in the container. The device as well their arrangement in some systems is shown in the figures as an example and schematic shown.

In Abb. i ist .die erfindungsgemäße Ausgestaltung eines Teilstromes beispielsweise und schematisch dargestellt; Abb. 2 zeigt die Anwendung der Erfindung in Verbindung mit einem Filter; aus Abb. 3 ist die Anwendung der Erfindung in einem Ionenaustauschteilstromverfahren ersichtlich; Abb.4 zeigt schematisch eine kontinuierliche Filtervorrichtung, z. B. ebenfalls eine Ionenaustauschanlage, als -Beispiel für die Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem kontinuierlichen, mehrere parallele Teilströme enthaltenden System.In Fig. I. The embodiment of a partial flow according to the invention for example and shown schematically; Fig. 2 shows the application of the invention in connection with a filter; from Fig. 3 is the application of the invention in one Ion exchange partial flow process evident; Fig.4 shows schematically a continuous Filter device, e.g. B. also an ion exchange system, as an example for the application of the device according to the invention in a continuous, several system containing parallel partial flows.

Die Vorrichtung gemäß Abb. i besteht aus einem beispielsweise stehenden, vorteilhaft zylindrischen Behälter 3, der mit Hilfe von Flanschverbindungen q., 5 bzw. 6, 7 in die Rohrleitung i, 2 eingesetzt ist. Am Boden des Behälters 3 ist eine Siebunterlage 9 angeordnet, die z. B. zwischen die Flansche 6 und 7 geklemmt oder in einer anderen geeigneten Weise am Fuße des Behälters 3 befestigt ist. Ferner kann in der Rohrleitung ein Handregelventil 8 angeordnet werden. Der Behälter 3 ist mit einer körnigen Schüttung io, z. B. mit Sand, Füllkörpern, Kies, Aktivkohle od. dgl., gefüllt. Der Querschnitt des Behälters 3 und die Korngröße der Sehüttung sind so bemessen, daß .die aus der Leitung i durch den Behälter 3 nach der Leitung 2 geführte Flüssigkeit innerhalb der Schüttung io laminar strömt.The device according to Fig. I consists of a standing, for example, advantageous cylindrical container 3, which with the help of flange connections q., 5 or 6, 7 is inserted into the pipeline i, 2. At the bottom of the container 3 is a sieve pad 9 is arranged, the z. B. clamped between the flanges 6 and 7 or is attached to the foot of the container 3 in another suitable manner. Further a manual control valve 8 can be arranged in the pipeline. The container 3 is io with a granular fill, z. B. with sand, packing, gravel, activated carbon or the like, filled. The cross section of the container 3 and the grain size of the Sehüttung are dimensioned so that .the from the line i through the container 3 after the line 2 guided liquid flows in a laminar manner within the bed.

In Abb. 2 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung parallel zu einem Filter, z. B. Ionenaustauschfilter, angeordnet. Ein Teilstrom der Flüssigkeit wird unbehandelt durch die Vorrichtung geführt und. danach mit dem das Filter verlassenden Teilstrom der Flüssigkeit wieder vermischt. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß beim Ausspülen von Feststoffen, die mit der zu behandelnden Flüssigkeit eingebracht werden, aus dem Filter gleichzeitig auch .der Inhalt der erfindungsgemäßen Vorrichtung gespült wird, ohne daß dafür besondere Bedienungsmaßnahmen erforderlich wären. Eine solche Rückspülung wird mit einer geeigneten Flüssigkeit, z. B. Wasser, in entgegengesetzter Richtung zu der im Betrieb der Anlage angewandten mit Vorteil dann ausgeführt, wenn die zu behandelnde Flüssigkeit mit Trüb- oder Feststoffen verunreinigt ist, die sich innerhalb der Schüttung .absetzen und damit den Druckabfall in derselben verändern können. ! Die zu behandelnde Flüssigkeit gelangt aus der Leitung 32 über das Absperrventil 29 in den Verteiler 28. Ein Teil der Flüssigkeit, z. B. die Hauptmenge, tritt durch das Rohr 1b in das Filter i i ein, in dem er .durch die Filterfüllung 13, die auf einem Siebboden od. dgl. 12 gelagert ist, fließt und durch das Rohr 1q. und den Verteiler 2i über das Ventil 22 in die Ableitung 25 zur Verwendung geführt wird. Der Teilstrom, der nicht durch das Filter gehen soll, fließt aus dem Anschlußstutzen 28 unmittelbar durch den Behälter 18 und die darin enthaltene Sand-, Kies- od. dgl. Füllung 2o und durch ein Handregelventil i9 in .den Verteiler 21 und die Ableitung 25. Die Ausführung und Bemessung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 18 kann die gleiche sein, wie sie an Hand der Abb. i beschrieben wurde. Durch diese Einschaltung erhält die Zweigleitung für das unbehandelte Wasser, in welcher bei Ausführung als einfache Rohrleitung vorwiegend turbulente Strömung herrscht, einen Bereich mit laminarer Strömung, der durch Abstimmung der Schütthöhe des körnigen Materials 2o auf einen solchen Anteil am Strömungswiderstand der Zweigleitung eingestellt wird, welcher dem Anteil der Basenaustauscherschicht am Strömungswiderstand der Zweigleitung für das zu behandelnde Wasser verhältnisgleich ist.In Fig. 2, the device according to the invention is parallel to a filter, z. B. ion exchange filter arranged. Part of the flow of the liquid is left untreated passed through the device and. then with the partial flow leaving the filter the liquid mixed again. The arrangement is made so that when Rinsing of solids that are brought in with the liquid to be treated, the contents of the device according to the invention are flushed out of the filter at the same time without special operating measures being required. Such Backwashing is done with a suitable liquid, e.g. B. water, in opposite Direction to that applied in the operation of the system is advantageously carried out when the liquid to be treated is contaminated with cloudy or solids, the settle within the bed and thus change the pressure drop in the same can. ! The liquid to be treated comes from line 32 via the shut-off valve 29 into the distributor 28. Part of the liquid, e.g. B. the bulk, passes through the tube 1b in the filter i i, in which he. Through the filter filling 13, which on a sieve bottom od. Like. 12 is mounted, flows and through the pipe 1q. and the Manifold 2i is passed through the valve 22 into the discharge line 25 for use. The partial flow that should not go through the filter flows out of the connecting piece 28 directly through the container 18 and the sand, gravel or the like contained therein. Filling 2o and through a manual control valve i9 in the distributor 21 and the discharge 25. The design and dimensioning of the device 18 according to the invention can be the same as it was described on the basis of Fig. i. Received by this engagement the branch line for the untreated water, in which when designed as a simple Pipeline predominantly turbulent flow prevails, an area with laminar Flow that by matching the bed height of the granular material 2o on a such a proportion of the flow resistance of the branch line is set, which the proportion of the base exchange layer in the flow resistance of the branch line for the water to be treated is proportionate.

Beim Rückspülen des Filters wird beispielsweise die Rückspülflüssigkeit aus der Zuleitung 26 über das Absperrventil 23 durch den Verteiler 2i in den unteren Stutzen 1q. des Filters eingeführt. Sie durchströmt die Filterschicht 13 und gelangt über das Rohr 16, den Verteiler 2$ und das Ventil 30 in die Ableitung 33. Entsprechend fließt hierbei ein Teilstrom von dem Verteiler 2 i zum Rückspülen durch die Schicht 2o im Behälter 18 ebenfalls von unten nach oben und gelangt .durch das Ventil 30 in die Ableitung 33. Bei der in Abb.3 gezeigten Vorrichtung wird die durch das Rohr 51 zufließende Flüssigkeit in zwei Teilströmen durch .die Filter 41 bzw. 42 geführt, die verschiedenartig .wirksam sein sollen. Es können dies z. B. ebenfalls Ionenaustauschfilter sein, von denen das eine als Basenaustauscher und das andere als Anionen- oder Wasserstoffäustauscher wirksam ist. Das Verhältnis der beiden Teilströme soll konstant gehalten werden, damit die Beschaffenheit des behandelten Wassers unabhängig von der Durchsatzmenge gleichbleibt. In der Anordnung .gemäß Abb. 3 gelingt das durch Einschalten eines zusätzlichen laminaren Strömungswiderstandes in einen der beiden Teilströme.When backwashing the filter, for example, the backwashing liquid from the supply line 26 via the shut-off valve 23 through the distributor 2i into the lower one Nozzle 1q. of the filter introduced. It flows through the filter layer 13 and arrives Via the pipe 16, the distributor 2 $ and the valve 30 into the discharge line 33. Correspondingly In this case, a partial flow flows from the distributor 2 i for backwashing through the layer 2o in the container 18 also from the bottom to the top and passes through the valve 30 into derivation 33. In the device shown in Fig the liquid flowing in through the pipe 51 in two partial flows through the filters 41 and 42 out, which should be different. Effective. This can be done e.g. B. also be ion exchange filters, one of which is used as a base exchanger and the other is effective as an anion or hydrogen exchanger. The relationship of the two partial flows should be kept constant so that the nature of the treated water remains the same regardless of the flow rate. In the arrangement According to Fig. 3, this is achieved by switching on an additional laminar flow resistance in one of the two partial flows.

Der eine Teil der Flüssigkeit gelangt aus .der Zuleitung 5 i über das geöffnete Absperrventil 52 in den Eintrittsstutzen 45 des Filters 41, durchströmt die darin befindliche Austauscherfüllung 43 und wird durch das Rohr 47 aus dem Filter über das Absperrventil 53 in .die Austrittsleitung 54 abgezogen.One part of the liquid passes from the feed line 5 i the open shut-off valve 52 in the inlet port 45 of the filter 41 flows through the exchanger filling 43 located therein and is removed from the filter through the pipe 47 withdrawn via the shut-off valve 53 in .die outlet line 54.

Der andere Teilstrom gelangt von der Zuleitung 51 über das geöffnete Absperrventil 74 in den Eintrittsstutzen 48 des Filters 42 durch die Kationenaustauscherfüllung 44 zu dem Austrittsstutzen So. Von dort wird der Teilstrom über das Absperrventil-55 durch die Vorrichtung 56 mit dem Einstellventil 58 in die Verzweigung 59 der Leitung 54 geführt, wo er sich mit dem ersten Teilstrom vermischt. Aufbau und Bemessung des beispielsweise stehenden zylindrischen Behälters 56 mit der Schüttung erfolgt nach der Erfindung mit der Maßgabe, daß sowohl der Druckabfall, .der durch die laminare Strömung entsteht, als auch der Druckabfall, der durch die turbulente Strömung bedingt ist, in dem einen Teilstrom so groß ist wie in dem anderen.The other partial flow comes from the supply line 51 via the open shut-off valve 74 into the inlet nozzle 48 of the filter 42 through the cation exchanger filling 44 to the outlet nozzle So. From there the partial flow is branched via the shut-off valve 55 through the device 56 with the adjusting valve 58 59 of the line 54 out, where it mixes with the first partial flow. The construction and dimensioning of the, for example, upright cylindrical container 56 with the bed is carried out according to the invention with the proviso that both the pressure drop caused by the laminar flow and the pressure drop caused by the turbulent flow in one partial flow is as big as in the other.

Durch den zusätzlichen Strömungswiderstand 56 wird erreicht, daß in den beiden Teilströmen, welche durch die Ionenaustauscher 41 und 42 geleitet werden, sich die Strömungswiderstände im gleichen Verhältnis aus aus laminarer und aus turbulenter Strömung resultierenden Anteilen zusammensetzen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dabei in den Leitungszweig eingeschaltet, in welchem z. B. infolge längerer Rohrleitungen der durch turbulente Strömung bedingte Anteil des Strömungswiderstandes größer ist als im anderen Teilstrom. Es ist zweckmäßig, die Vorrichtung im Ablauf dieses Teilstromes anzuordnen.The additional flow resistance 56 ensures that in the two partial flows which are passed through the ion exchangers 41 and 42, the flow resistances are in the same ratio of laminar and turbulent Compose flow resulting shares. The device according to the invention is turned on in the branch in which z. B. as a result of longer Pipelines the part of the flow resistance caused by turbulent flow is greater than in the other partial flow. It is useful to have the device in the drain to arrange this partial flow.

In der Vorrichtung nach Abb. 4 gelangt die zu behandelnde Flüssigkeit aus der Zufuhrleitung go zu dem Eintrittsstutzen 88 der Reaktionszone 82 der Ionenaustauschvorrichtung 81, .durchströmt die darin befindliche Ionenaustauscherfüllung und wird durch den Stutzen 89 über die Leitung i22 in den Behälter 113 abgezogen. Der Behälter 113 dient dazu, die bei jedem Flüssigkeitsdurchsatz konstant bleibenden statischen Anteile des Druckabfalles in den verschiedenen Reaktionszonen der Vorrichtung 82 auszugleichen. Dies kann z. B. in der schematisch dargestellten Anordnung dadurch erreicht werden, daß die verschiedenen, aus den einzelnen Reaktionszonen der Vorrichtung 81 austretenden Flüssigkeiten durch Rohre r22, 12,3, 124, 125, welche in verschiedene Tiefen 118, i ig, i2o, i2.i in eine gegen die in dem Ionenaustauschverfahren verwendeten Flüssigkeiten indifferente und mit ihnen nicht mischbare Sperrflüssigkeit eintauchen, austreten. Durch die Zwischenwand 114, die lediglich die Sperrflüssigkeit 115 zwischen dem. linken und dem rechten Teil des Behälters kommunizieren läßt, wird verhindert, daß die z. B. aus den Wasch- und Regenerierzonen der Vorrichtung durch .die Leitungen 123, 124, i25 kommenden Flüssigkeiten die behandelte, durch die Leitung i22 in den Behälter 113 eintretende Flüssigkeit verunreinigen können. Letztere wird durch die Leitung 116 aus dem Behälter 113 abgeführt. In der Ionenaustauschvorrichtung 81 sind über der Reaktionszone 82 eine Nachwaschzone 83, eine Vorwaschzone 84, eine Regenerierzone 85 und auch eine Absetzzone 86 angeordnet.In the device according to Fig. 4, the liquid to be treated arrives from the supply line go to the inlet connector 88 of the reaction zone 82 of the ion exchange device 81, flows through the ion exchanger filling located therein and is drawn off through the connector 89 via the line i22 into the container 113. The container 113 serves to compensate for the static components of the pressure drop in the various reaction zones of the device 82 which remain constant with each liquid throughput. This can e.g. B. can be achieved in the arrangement shown schematically that the different, exiting from the individual reaction zones of the device 81 liquids through tubes r22, 12,3, 124, 125, which in different depths 118, i ig, i2o, i2.i immerse in a barrier liquid which is indifferent to the liquids used in the ion exchange process and which cannot be mixed with them. Through the partition 114, which only the barrier liquid 115 between the. lets the left and right part of the container communicate, it is prevented that the z. B. from the washing and regeneration zones of the device through. The lines 123, 124, i25 liquids can contaminate the treated liquid entering the container 113 through the line i22. The latter is discharged from the container 113 through the line 116. In the ion exchange device 81, a post-washing zone 83, a pre-washing zone 84, a regeneration zone 85 and also a settling zone 86 are arranged above the reaction zone 82.

Der Ionenaustauscher durchfließt die Vorrichtung 81 von oben nach- unten, wird aus dem Austrag ioo mit Hilfe einer Förderdüse 112 durch die Steigleitung 87 nach oben gefördert und tritt durch eine Zuführung 9g in die Absetzzone ein, in welcher sich .das Ionenaustauschmaterial von der Förderflüssigkeit trennt, und wandert aus dieser nacheinander durch die verschiedenen Behandlungszonen wieder nach unten. Zum Fördern des. Austauschers durch das Steigrohr 87 dient z. B. eine Teilmenge der zu behandelnden Flüssigkeit, die über die Vorrichtung i io mit der Schüttung i i i und dem Regelventil log in ihrem Mengenverhältnis zu der zu behandelnden Flüssigkeit abgestimmt wird und durch die Förderdüse 112 in die Steigleitung eintritt. In gleicher Weise wird die Menge .der Vorwaschflüssigkeit durch die erfindungsgemäße Vorrichtung io5 mit dem Regelorgan io6 und der Schüttung 104 im Verhältnis zu der zu behandelnden Flüssigkeit eingestellt und konstant gehalten. Diese Waschflüssigkeit wird an der Abzweigung iol der zu behandelnden Flüssigkeit entnommen, durch einen Stutzen 92 in die Vorwaschzone eingeführt, durch einen Stutzen 93 aus derselben abgezogen und über die Rohrleitung 124 in den Behälter 113 geleitet, in den sie bei der mit iig bezeichneten Höhe eintritt.The ion exchanger flows through the device 81 from top to bottom, is conveyed upwards from the discharge ioo with the aid of a conveying nozzle 112 through the riser 87 and enters the settling zone through a feed 9g, in which the ion exchange material separates from the conveying liquid , and then migrates back down through the various treatment zones one after the other. To convey the. Exchanger through the riser pipe 87 is used, for. B. a subset of the liquid to be treated, which is matched via the device i io with the bed iii and the control valve log in its quantitative ratio to the liquid to be treated and enters the riser through the delivery nozzle 112. In the same way, the amount of the prewash liquid is set and kept constant by the device according to the invention with the control element 106 and the bed 104 in relation to the liquid to be treated. This washing liquid is taken from the junction iol of the liquid to be treated, introduced through a connection 92 into the prewash zone, withdrawn from the same through a connection 93 and passed via the pipe 124 into the container 113, into which it enters at the height marked iig .

Das Regeneriermittel für den Ionenaustauscher kann durch die Zuleitung 96 als konzentrierte Lösung in den Behälter 95 gegeben und mit einer aus der Zuleitung go abgezweigten Menge unbehandelter Flüssigkeit verdünnt werden. Der Verdünnungsgrad richtet sich nach der durchgesetzten Menge an zu behandelnder Flüssigkeit und nach der in der Anlage umgewälzten Menge von Ionenaustauschmaterial. In der Verbindungsleitung zwischen dem Behälter 95 und der Zuleitung go ist die Vorrichtung ioi mit dem. Regelventil 103 angeordnet, die mit körnigem Material gefüllt ist und die zur Erzeugung eines zusätzlichen Strömungswiderstandes aus laminarer Strömung dient. - Die Regenerierflüssigkeit wird aus dem Behälter 95 durch die Leitung 126 und den Stutzen 97 in die Regenerierzone 85 eingeführt und zusammen mit der Förderflüssigkeit aus der darüberliegenden Absetzzone 86 durch den Stutzen 98 und die Leitung 1a5 nach dem Behälter 113 geleitet, in welchen das Flüssigkeitsgemisch in der durch i2o bezeichneten Höhe eintritt. Zum Nachwaschen des Austauschers in der Zone 83 wird ein Teil der behandelten Flüssigkeit verwendet, welcher aus der Zone 82 direkt übertritt und durch den Stutzen 9i abgezogen wird. Er wird über die Leitung 123 ebenfalls in den Behälter 113 geführt und tritt in diesen bei 118 ein. Die verunreinigten Spül-, Wasch- und Regenerierflüssigkeiten werden getrennt von der behandelten Flüssigkeit aus dem Behälter 113 durch das Rohr 117 abgezogen. Die Sperrflüssigkeit 115, welche den Behälter 113 bis zur Höhe 130 füllt, ist in der zu behandelnden Flüssigkeit unlöslich und gegenüber den in den Spül-, Wasch- und Regenerierflüssigkeiten enthaltenen Verunreinigungen inert. Bei der Behandlung w äßriger Lösungen kann z. B. Öl, Quecksilber od. dgl. hierfür verwendet werden.The regenerant for the ion exchanger can be added as a concentrated solution to the container 95 through the feed line 96 and diluted with an amount of untreated liquid branched off from the feed line go. The degree of dilution depends on the amount of liquid to be treated and the amount of ion exchange material circulated in the system. In the connecting line between the container 95 and the supply line go, the device is ioi with the. Arranged control valve 103, which is filled with granular material and which serves to generate an additional flow resistance from laminar flow. - The regeneration liquid is introduced from the container 95 through the line 126 and the nozzle 97 into the regeneration zone 85 and, together with the conveying liquid from the settling zone 86 above, is passed through the nozzle 98 and the line 1a5 to the container 113, in which the liquid mixture is in the height indicated by i2o occurs. For washing the exchanger in zone 83, part of the treated liquid is used, which passes over directly from zone 82 and is drawn off through nozzle 9i. It is also fed into the container 113 via the line 123 and enters this at 118. The contaminated rinsing, washing and regenerating liquids are drawn off separately from the treated liquid from the container 113 through the pipe 117. The barrier liquid 115, which fills the container 113 up to the level 130 , is insoluble in the liquid to be treated and inert to the impurities contained in the rinsing, washing and regenerating liquids. In the treatment of aqueous solutions, for. B. oil, mercury or the like. Can be used for this.

In der Vorrichtung gemäß Abb. 4 sind mehrere Ionenaustauscherschichten verschiedener Höhe 82, 83, 84, 85 und 86 vorhanden. Zu jeder von ihnen gehören Rohrleitungen unterschiedlicher Länge, so daß sich für jede Schicht und die zugehörigen Leitungen Strömungswiderstände ergeben, die aus verschiedenen Anteilen linearer und quadratischer Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit zusammengesetzt sind. Um das Verhältnis der durch die einzelnen Schichten geführten Teilstrommengen konstant und vom Gesamtdurchsatz unabhängig zu halten, werden in alle Zuleitungen mit Ausnahme derjenigen, die zu dem Teilstrom mit dem größeren Anteil laminarer Strömung gehören, die Vorrichtungen ioi, 104, 111 eingeschaltet. In, diesen wird die Schütthöhe des körnigen Materials so bemessen, daß in allen Teilstromleitungen die Anteile der Strömungswiderstände mit linearer Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit zu denen quadratischer Abhängigkeit im gleichen Verhältnis stehen, wodurch erfindungsgemäß das Durchsatzverhältnis der einzelnen. Teilströme vom Gesamtdurchsatz unabhängig wird.In the device according to Fig. 4 there are several ion exchange layers different heights 82, 83, 84, 85 and 86 available. Pipelines belong to each of them different lengths, so that each layer and its associated lines Flow resistances result from different proportions of linear and quadratic Depending on the flow rate are composed. About the relationship of the partial flow quantities passed through the individual layers and of the total throughput To keep independent, be in all feed lines except those that are to the partial flow with the greater proportion of laminar flow includes the devices ioi, 104, 111 switched on. In, this becomes the bed height of the granular material dimensioned so that the proportions of the flow resistances in all partial flow lines with a linear dependence on the flow velocity to those more quadratic Dependency are in the same ratio, whereby according to the invention the throughput ratio the individual. Partial flows are independent of the total throughput.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich mit Vorteil in allen Prozessen anwenden, in denen ein strömendes Medium in zwei oder mehrere Teilströme, deren jeder in einer besonderen Weise behandelt wird, aufgeteilt wird und es darauf ankommt, das Mengenverhältnis dieser Teilströme konstant zu halten.The device according to the invention can be used with advantage in all processes apply, in which a flowing medium is divided into two or more partial flows, whose each is treated in a special way, is divided and it matters to keep the quantitative ratio of these partial flows constant.

Als ein Beispiel für die Behandlung gasförmiger Stoffe möge die Konditionierung von Luft, beispielsweise zur Klimatisierung großer Räume oder zu ähnlichen Zwecken, dienen. Sie kann derart ausgeführt werden, daß ein Strom Frischluft einer Trocknung oder Befeuchtung, ein anderer einer Temperierung durch Erhitzen oder Kühlen unterworfen wird, während ein dritter unbehandelt bleibt. Alle drei Teilströme werden einem Hauptstrom entnommen, der zweckmäßig durch ein Staubfilter aus der Atmosphäre zugeführt wird.As an example of the treatment of gaseous substances, consider conditioning of air, for example for air conditioning large rooms or for similar purposes, to serve. It can be designed in such a way that a stream of fresh air is used for drying or humidification, another subject to tempering by heating or cooling while a third is left untreated. All three substreams become one Main stream taken, which is expediently fed through a dust filter from the atmosphere will.

Damit die Summe dieser drei Teilströme eine Luft von zeitlich konstanter und vom Gesamtdurchsatz unabhängiger Beschaffenheit gibt, ist das Verhältnis der Teilstrommengen konstant zu halten. Das geschieht zweckmäßig so, daß in allen Teilstromleitungen das gleiche Verhältnis von Anteilen linearer zu Anteilen quadratischer Abhängigkeit des Strömungswiderstandes von der Strömungsgeschwindigkeit unter Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung eingestellt wird.So that the sum of these three partial flows an air of time constant and the nature of the total throughput is independent, the ratio is that To keep partial flow rates constant. This is done expediently so that in all partial flow lines the same ratio of proportions of linear to proportions of quadratic dependence the flow resistance of the flow velocity using the invention Device is set.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Aufrechterhalten eines gleichbleibenden Verhältnisses der Durchsatzmengen an flüssigen oder gasförmigen Stoffen in zwei oder mehreren Teilströmen eines gemeinsamen Zuflusses, die wieder vereinigt werden, wobei in mindestens einem der Teilströme laminare und turbulente Strömung herrscht, z. B. bei Filter-, Adsorptions- oder Extraktionsverfahren, bei denen Flüssigkeiten oder Gase oder Gemische derselben durch körnige, feste Stoffe geführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß durch Einfügung von zusätzlichen Strömungswiderständen der Druckabfall beim Sollwert, der durch laminare Strömung entsteht, in jedem Teilstrom mindestens annähernd der gleiche ist. PATENT CLAIMS: i. Method of maintaining a consistent Ratio of the flow rates of liquid or gaseous substances in two or several partial flows of a common inflow that are reunited, with laminar and turbulent flow prevailing in at least one of the partial flows, z. B. in filter, adsorption or extraction processes in which liquids or gases or mixtures thereof are passed through granular, solid substances, thereby characterized in that the pressure drop is achieved by inserting additional flow resistances at the setpoint that is created by laminar flow, at least in each partial flow is approximately the same. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei Filtern, insbesondere Filtern aus Ionenaustauschern oder Adsorptionsmitteln, ein Strömungswiderstand mit laminarer Strömung in den bzw. die Teilströme eingeschaltet wird, in denen der sonst durch laminare Strömung verursachte Anteil des Druckabfalles kleiner ist als in dem oder den anderen Teilströmen. 2. The method according to claim i, characterized in that that with filters, especially filters made of ion exchangers or adsorbents, a flow resistance with laminar flow is switched on in the partial flow (s) in which the portion of the pressure drop otherwise caused by laminar flow is smaller than in one or the other partial streams. 3. Verfahren nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erforderliche, durch laminare Strömung bedingte Druckabfall durch Wahl geeigneter Abmessungen der Korngröße, Schütthöhe und des Querschnittes einer Schüttung des körnigen Filtermaterials eingestellt wird. 3. The method according to the claims i and 2, characterized in that the required, by laminar flow Caused pressure drop by choosing suitable dimensions of the grain size, bed height and the cross section of a bed of the granular filter material is set. 4. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erforderliche, durch turbulente Strömung bedingte Druckabfall in dem zu regulierenden Leitungszweig durch ein oder mehrere einmalig zu regulierende Ventile eingestellt wird. 4. The method according to claims i to 3, characterized in that the required, Pressure drop caused by turbulent flow in the branch of the line to be regulated is set by one or more one-time regulating valves. 5. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach den Ansprüchen i bis 4, bestehend aus einem vorzugsweise zylindrischen, stehenden Behälter oder koh:rabschnitt (3), der am unteren Ende mit einem Siebboden (9) versehen und mit einer Schüttung von körnigen Stoffen, wie Kies, Sand, Aktivkohle oder Füllkörpern (io), gefüllt ist, und aus einem Handregelventil (8) zur Einstellung des aus turbulenter Strömung resultierenden Druckabfalles. 5. Device for carrying out the method according to claims i to 4, consisting of one preferably cylindrical, upright container or koh: r section (3), the one at the lower end with provided with a sieve bottom (9) and with a bed of granular substances, such as gravel, Sand, activated carbon or packing (io), is filled, and from a manual control valve (8) to adjust the pressure drop resulting from turbulent flow. 6. Anwendung der Vorrichtung gemäß Anspruch 5 zur Mengenregelung bei Ionenaustauschenthärtungsverfahren, bei denen ein Teil des zu enthärtenden Wassers durch Basenaustauschfilter, der andere Teil durch parallel geschaltete Kätionenaustauschfilter geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung gemäß Anspruch i bis 5 in die Teilstromleitung eingesetzt wird, in der beim erwünschten Mengenverhältnis der beiden Teilströme der geringere laminare Widerstandsanteil vorhanden ist. 6th Use of the device according to claim 5 for quantity control in ion exchange softening processes, where part of the water to be softened through base exchange filters, the other Part by connected in parallel Cation exchange filter passed is, characterized in that the device according to claim i to 5 in the Partial flow line is used in the desired ratio of the two Partial currents the lower laminar resistance component is present. 7. Anwendung der Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 3 bis 6 zur Mengenregelung bei der Aufbereitung von Wasser, insbesondere Kesselspeisewasser, bei der ein Teil des aufzubereitenden Wassers im Basenaustausch enthärtet und anschließend mit Rohwasser vermischt und die Mischung dann einer thermischen Nachbehandlang in öder vor dem Verbrauch unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung gemäß Anspruch i bis 5 in die Rohwasserumgehungsleitüng zum Basenaustauschfilter eingesetzt wird. B. Anwendung der Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 5 bis 7 für die Regelung der Spül-, Wasch-, Regeneriermittel- und gegebenenfalls Förderflüssigkeitsströme bei kontinuierlichen Ionenaustauschverfahren. Angezogene Druckschriften: H e n g 1 e i n , Grundriß der chemischen Technik, 5. Aufl., 1949, S. 61, vorletzter Absatz.7. Application the device according to claims 3 to 6 for quantity control during processing of water, especially boiler feed water, in which part of the water to be treated Water softened in the base exchange and then mixed with raw water and the mixture is then subjected to a thermal aftertreatment in or before consumption is, characterized in that the device according to claim i to 5 in the Raw water bypass line is used for the base exchange filter. B. Application the device according to claims 5 to 7 for the regulation of the rinsing, washing, Regenerating agent and, if necessary, conveying liquid flows in the case of continuous Ion exchange process. Attached publications: H e n g 1 e i n, ground plan of the chemical engineering, 5th ed., 1949, p. 61, penultimate paragraph.