<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung bezieht sich auf eine lonenaustauschervorrichtung, bestehend aus mindestens einem stehenden, vorzugsweise langgestreckten Behälter, dessen Ionenaustauscherfüllung gegen die Vertikalbewegung ihrer Teilchen und damit gegen deren Durchmischung durch eine elastische Membran festgelegt ist.
Es sind lonenaustauschervorrichtungen bekannt, bei denen die Füllung von einer oder von beiden Seiten her mit einer elastischen Schicht abgegrenzt ist, damit sich die Teilchen der Füllung nicht verschieben und mischen können. So ist z. B. bei der Lösung gemäss der ungarischen Patentschrift Nr. 149316 auf der Füllung eine sich aus langsamer als die Teilchen der Füllung absetzenden Körpern bestehende Deckschicht angeordnet, die z. B. aus Gummi-oder PVC-Schaumkugeln bestehen kann. Diese Deckschicht kann von oben her zusätzlich durch eine elastische, unter Druck setzbare Membran begrenzt sein. Nach einer andern bekannten Lösung wird die
Umordnung der Füllungsteilchen durch einen aufblasbaren Gummi- oder Kunststoffschlauch zu verhindern versucht, ungarische Patentschrift Nr. 153322.
Das gewünschte Ziel wird bei keiner dieser Lösungen voll erreicht. Die Teilchen des Ionenaustauschers wandern langsam zwischen die die Deckschicht bildenden Körper (Kugeln), was schliesslich auch eine Umordnung der Füllungsteilchen bedeutet. Der aufblasbare Schlauch fixiert die Teilchen auch nur unvollkommen. In beiden Fällen nehmen die elastische Schicht bzw. der aufblasbare Schlauch einen bedeutenden, für den Ionenaustausch nicht nutzbaren Raum ein. Ein weiterer, beiden erwähnten Lösungen gemeinsamer Nachteil besteht darin, dass die Erschöpfung der Füllung, der eigentliche Ionenaustausch, nur durch Strömung von oben nach unten vor sich gehen kann, wobei sich über der Füllung eine Gasschicht, z. B. aus Kohlendioxyd, ausbilden kann, was einen Teil der Füllung vom Erschöpfungsprozess ausschliesst.
Um die Mängel der bekannten Vorrichtungen zu beseitigen, wird nach einem früheren Vorschlag, der jedoch nicht zum Stand der Technik zählt, die Füllung von beiden Seiten her, also von oben und von unten, zwischen elastischen vorgespannten Membranen eingeschlossen, wobei diesem vom Austauschermaterial erfüllen Raum die zu entsalzende Flüssigkeit bzw. die entsalzte Flüssigkeit bzw. das Regeneriermittel über die die Membranen abgedichtet durchsetzenden flexiblen Leitungen zugeleitet bzw. daraus abgeleitet wird. Diese flexiblen Leitungen tragen an ihren Enden Filtereinheiten vorzugsweise aus poröser Keramik. Bei dieser Membranenanordnung können die Teilchen vollkommen fixiert werden, eine Umordnung und Verschiebung der Teilchen wird vermieden, die Membranen folgen jeder Volumenänderung der Füllung, ohne dass sich diese lockert.
Der dichte Einbau der flexiblen Leitungen mit den Filterelementen in die Membranen verursacht jedoch gewisse Schwierigkeiten, erfordert sehr präzise Arbeit und es können dabei leicht Beschädigungen auftreten.
Zweck der Erfindung ist daher die Vervollkommnung und Weiterentwicklung dieser Lösung.
Die Erfindung besteht bei einer Ionenaustauschervorrichtung der eingangs genannten Art darin, dass die Austauscherfüllung auf dem Boden des Behälters aufruht und auf demselben die Auslass- bzw. Einlassvorrichtung für die gereinigte bzw. die Regenerierflüssigkeit angeordnet ist und im oberen Teil des Behälters eine elastische Membran vorgesehen ist, die den Behälterinnenraum in den die Austauscherfüllung aufnehmenden Raum und eine Druckausgleichskammer teilt und unterhalb welcher eine Ein- bzw.
Auslassvorrichtung angeordnet ist, die mittels eines elastischen, beweglichen Rohres an die Rohrleitung für die Zuführung von zu reinigendem Wasser
EMI1.1
Zufuhrleitung für ein flüssiges Druckmedium verbunden ist, mittels welchem die Membran unter etwa den gleichen Druck, wie er von der andern Membranseite her wirkt, gesetzt werden kann, wodurch Druckschwankungen auf die Membran und einseitige Druckbelastung ausgeschaltet werden.
Einfach ausgedrückt heisst das, dass bloss eine einzige Membran vorgesehen ist und diese nicht von einer Leitung mit Filterkopf durchsetzt wird. Das elastische, bewegliche Rohr zur Zuführung von zu reinigendem Wasser bzw. Regenerierflüssigkeit zur oberen Ein- bzw. Auslassvorrichtung dient dazu, dieselbe samt dem Filterkopf an die Membran von unten her anzudrücken. Dieses elastische Rohr kann irgendwo die Behälterwand durchsetzen, praktischerweise wird es jedoch mit der unteren Ein- und Auslassvorrichtung vereinigt und durchsetzt mit dieser zusammen den Boden des Behälters.
Bevorzugt wird als Druckmedium in der Druckausgleichskammer die zu reinigende Flüssigkeit verwendet, wozu die Druckausgleichskammer an die Zuleitung für zu reinigendes Wasser angeschlossen ist. Für die Filterköpfe können Lamellenfilter mit zahlreichen schmalen Schlitzen verwendet werden.
Die erfindungsgemässe Ionenaustauschervorrichtung kann zu mehreren Einheiten in einer Anlage zusammengeschlossen sein, wobei eine Gruppe mit Kationen- und die andere mit Anionenaustauschermaterial
EMI1.2
Ionenaustausch durch Strömung von oben nach unten.
Die in der Säule--l--befindliche lonenaustauscherfüllung--2--ist straff von der elastischen, vorgespannten Membran--3--, z. B. aus Silikongummi, begrenzt. Die Membran--3--trennt von dem Säuleninnenraum eine Druckausgleichskammer--4--ab, die über die mit dem Ventil --7-- verschliessbare Abzweigung--6--in die das zur Entsalzung gelangende primäre Betriebswasser führende Leitung--5--
<Desc/Clms Page number 2>
eingebunden ist. Die Primärleitung-5--ist mittels der durch das Ventil --9-- verschliessbaren Abzweigung - in ein, die am Boden der Säule angeordnete Ein- und Auslassvorrichtung --12-- durchsetzendes elastisches, federndes, z.
B. geeignet gebogenes Rohr-10-aus chemikalienfestem Metall oder Kunststoff, an dessen Ende ein Filterkopf --11-- als Ein- und Auslassvorrichtung befestigt ist, eingebunden. Diese Ein- und Auslassvorrichtungen-11, 12-können einstückig sein oder auch aus mehreren Teilen bestehen. Die Ein- und
EMI2.1
Gewünschtenfalls kann die Vorrichtung auch mit Gleichstromregenerierung betrieben werden. In diesem Falle strömt die Regenerierflüssigkeit durch den Stutzen-17-, das Rohr --10-- und den Filterkopf --11-- in die Füllung ein, durchströmt diese von oben nach unten und tritt durch den Filterkopf-12und die Leitung--15--aus.
Soll die Flüssigkeit, die dem Ionenaustausch unterzogen wird, die Vorrichtung von unten nach oben durchströmen, so ist sinngemäss die Primärleitung--5--an die Leitung --13-- anzuschliessen.
Die Vorteile der Erfindung können folgendermassen zusammengefasst werden :
Die Vorrichtung ist einfach in der Konstruktion und enthält keinerlei komplizierte bzw. häufig schadhaft werdende Einzelteile. Die Ionenaustauscherfüllung ist durch die sie straff begrenzende Membran gegen Verschiebung und Umordnung der Teilchen gesichert. Die Membran ist unverletzt und trägt keine sie durchsetzenden oder angebauten Teile. Die Erschöpfung der Füllung bzw. deren Regenerierung geschieht bei den direkt an die Membran anliegenden Filterköpfen völlig gleichmässig, die Füllung wird vollkommen und gleichmässig durchströmt, tote Räume sind nicht vorhanden und es kann sich über der Füllung keine Gasschicht ausbilden. Da keine toten Räume vorhanden sind, und der gesamte Raum der Ionenaustauschfunktion dient, ist der Platzbedarf der Vorrichtung äusserst wirtschaftlich.
Mit Hilfe der unter Druck setzbaren Druckausgleichskammer kann der jeweilige Betriebsdruck im gesamten System aufrechterhalten werden. Belastung und Beanspruchung der Membran sind, da auf ihren beiden Seiten im wesentlichen der gleiche Druck herrscht, praktisch vernachlässigbar.
**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.
<Desc / Clms Page number 1>
The invention relates to an ion exchange device consisting of at least one upright, preferably elongated container, the ion exchange filling of which is fixed against the vertical movement of its particles and thus against their mixing by an elastic membrane.
Ion exchange devices are known in which the filling is delimited on one or both sides with an elastic layer so that the particles of the filling cannot shift and mix. So is z. B. in the solution according to the Hungarian patent no. 149316 on the filling, a cover layer consisting of bodies settling more slowly than the particles of the filling, which z. B. can consist of rubber or PVC foam balls. This cover layer can also be limited from above by an elastic, pressurizable membrane. According to another known solution, the
Attempted to prevent rearrangement of the filling particles by means of an inflatable rubber or plastic tube, Hungarian patent specification No. 153322.
The desired goal is not fully achieved with any of these solutions. The particles of the ion exchanger slowly migrate between the bodies (balls) forming the cover layer, which ultimately also means a rearrangement of the filling particles. The inflatable tube fixes the particles only imperfectly. In both cases, the elastic layer or the inflatable tube occupy a significant space that cannot be used for ion exchange. Another disadvantage common to both mentioned solutions is that the exhaustion of the filling, the actual ion exchange, can only take place through flow from top to bottom, with a gas layer, e.g. B. from carbon dioxide, which excludes part of the filling from the exhaustion process.
In order to eliminate the shortcomings of the known devices, according to an earlier proposal, which does not belong to the state of the art, the filling is enclosed from both sides, ie from above and below, between elastic prestressed membranes, with space being filled by the exchanger material the liquid to be desalinated or the desalinated liquid or the regenerant is fed in or discharged from the flexible lines penetrating the membranes in a sealed manner. These flexible lines carry filter units, preferably made of porous ceramic, at their ends. With this membrane arrangement the particles can be completely fixed, a rearrangement and displacement of the particles is avoided, the membranes follow every change in volume of the filling without loosening it.
However, the tight installation of the flexible lines with the filter elements in the membranes causes certain difficulties, requires very precise work and damage can easily occur.
The purpose of the invention is therefore to perfect and further develop this solution.
In the case of an ion exchange device of the type mentioned at the outset, the invention consists in that the exchanger filling rests on the bottom of the container and the outlet or inlet device for the cleaned or regenerating liquid is arranged on the same and an elastic membrane is provided in the upper part of the container , which divides the interior of the container into the space containing the exchanger filling and a pressure equalization chamber and below which an inlet or
Outlet device is arranged, which by means of an elastic, movable pipe to the pipeline for the supply of water to be purified
EMI1.1
Supply line for a liquid pressure medium is connected, by means of which the membrane can be set under approximately the same pressure as it acts from the other side of the membrane, whereby pressure fluctuations on the membrane and one-sided pressure load are switched off.
In simple terms, this means that only a single membrane is provided and this is not penetrated by a line with a filter head. The elastic, movable pipe for supplying water to be cleaned or regenerating liquid to the upper inlet or outlet device serves to press the same together with the filter head against the membrane from below. This elastic tube can pass through the container wall anywhere, but it is conveniently combined with the lower inlet and outlet device and together with this penetrates the bottom of the container.
The liquid to be cleaned is preferably used as the pressure medium in the pressure compensation chamber, for which purpose the pressure compensation chamber is connected to the supply line for the water to be cleaned. Lamella filters with numerous narrow slots can be used for the filter heads.
The ion exchange device according to the invention can be combined to form several units in a system, one group with cation exchange material and the other with anion exchange material
EMI1.2
Ion exchange by flow from top to bottom.
The ion exchanger filling - 2 - located in the column - 1 - is taut from the elastic, prestressed membrane - 3 -, e.g. B. made of silicone rubber, limited. The membrane - 3 - separates a pressure equalization chamber - 4 - from the column interior, which via the branch - 6 - which can be closed with the valve - 7 - into the line carrying the primary process water used for desalination - 5--
<Desc / Clms Page number 2>
is involved. The primary line 5 - is by means of the branch that can be closed by the valve --9-- into a, the inlet and outlet device arranged at the bottom of the column --12-- penetrating elastic, resilient, z.
B. suitably bent pipe-10-made of chemical-resistant metal or plastic, at the end of which a filter head -11- is attached as an inlet and outlet device. These inlet and outlet devices 11, 12 can be in one piece or also consist of several parts. The in and
EMI2.1
If desired, the device can also be operated with direct current regeneration. In this case, the regeneration liquid flows through the nozzle -17-, the pipe --10-- and the filter head --11-- into the filling, flows through it from top to bottom and passes through the filter head-12 and the line-- 15 - off.
If the liquid that is subject to the ion exchange is to flow through the device from bottom to top, then the primary line - 5 - should be connected to the line --13--.
The advantages of the invention can be summarized as follows:
The device is simple in construction and does not contain any complicated or frequently damaged individual parts. The ion exchanger filling is secured against displacement and rearrangement of the particles by the tightly limiting membrane. The membrane is undamaged and has no penetrating or attached parts. The exhaustion of the filling or its regeneration takes place completely evenly with the filter heads directly adjacent to the membrane, the filling is completely and evenly flowed through, there are no dead spaces and no gas layer can form over the filling. Since there are no dead spaces and the entire space serves the ion exchange function, the space requirement of the device is extremely economical.
With the help of the pressurizable pressure equalization chamber, the respective operating pressure can be maintained in the entire system. The stress and strain on the membrane are practically negligible, since there is essentially the same pressure on both sides.
** WARNING ** End of DESC field may overlap beginning of CLMS **.