NL1027143C2 - Stelsel voor het chemisch/fysisch behandelen van een fluïdum. - Google Patents

Description

Stelsel voor het chemisch/fysisch behandelen van een fluïdum.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een stelsel voor het chemisch/fysisch behandelen van een fluïdum, omvattende een toevoer voor dat 5 fluïdum, een aantal behandelingsreactoren voor dat fluïdum en een afvoer voor dat behandelde fluïdum, waarbij in de toevoer en/of afvoer een roterende verdeelklep aangebracht is, welke de toevoer en/of afvoer met wisselende reactoren verbindt, waarbij die verdeelklep omvat een zich loodrecht op de rotatieas daarvan uitstrekkend plaatsamenstel, omvattende een roterend plaatdeel en een stationair plaatdeel, waarbij 10 het stationaire plaatdeel met die toevoer en/of afvoer verbonden is en het roterende plaatdeel met die afVoer en/of toevoer verbonden is, waarbij die plaatdelen van openingen voorzien zijn die afhankelijk van de rotatiepositie een doorgang vrijgeven, waarbij het roterende plaatdeel verbonden is met een roterend cilindrisch lichaam waarvan de rotatieas/cilinderas samenvalt met de rotatieas van dat roterende plaatdeel, 15 waarbij in dat cilindrische lichaam met de openingen van de roterende klepplaat verbonden doorgangen aanwezig zijn, die in radiale richting bij de cilinderwand daarvan uitmonden, waarbij dat cilindrische lichaam afdichtend in een stationair huis opgenomen is, welk huis voorzien is van zich radiaal uitstrekkende openingen, welke openingen in lijn gebracht kunnen worden met de uitmondingen in de cilinderwand, 20 waarbij in die cilinderwand en dat huis ten minste twee axiaal op afstand liggende uitmondingen/openingen aanwezig zijn.

Een dergelijk stelsel is bekend uit WO 02/30570. Daarin wordt een constructie beschreven bestaande uit een roterend cilindrisch lichaam dat tevens de functie van een roterende klepplaat vervult. Daartoe zijn aan in axiale richting tegenoverliggende zijden 25 van het roterende cilindrische lichaam maatregelen genomen waardoor het mogelijk is in axiale richting een fluïdum toe te voeren. In het cilindrische lichaam zijn axiale boringen aanwezig die overgaan in radiale boringen. Deze radiale boringen komen uit bij de wand van de cilinder. Deze cilinderwand is afdichtend opgenomen in een huis en in dit huis zijn overeenkomstige boringen aangebracht. Op zowel de stationaire 30 klepplaten als de boringen in het huis sluiten leidingen aan die met een aanvoer/afvoer en/of reactoren verbonden zijn.

1027143 % 2

Met een dergelijke constructie wordt beoogd verschillende reactoren steeds van een wisselende fluïdumstroom te voorzien. Allerlei soorten processen kunnen daarmee uitgevoerd worden en omvatten in het algemeen steeds regeneratie van de reactoren.

In de stand der techniek zijn constructies bekend waarbij de reactoren als 5 kolommen uitgevoerd zijn die op een roterend frame aangebracht zijn. Daarbij is steeds een kleplaatconstructie aanwezig.

Met een' constructie zoals beschreven in WO 02/30570 dient uitsluitend het cilindrische lichaam te draaien en is rotatie van de kolommen niet langer noodzakelijk waardoor een aanzienlijke vereenvoudiging verkregen kan worden met daarop 10 volgende kostenbesparing en vrijheid van plaatsen en uitvoeren van reactoren.

Echter is het met de constructie volgens WO 02/30570 niet eenvoudig mogelijk een groot aantal reactoren aan te sturen. Immers in de getoonde uitvoering is reeds sprake van een constructie die niet of nauwelijks volledig dicht te krijgen is. Een groot aantal loodrecht op elkaar staande vlakken dient ten opzichte van elkaar afgedicht te 15 worden, hetgeen theoretisch misschien mogelijk is maar in praktijk steeds op moeilijkheden zal stuiten. Vergroting van het aantal reactoren dat aangesloten kan worden wordt volgens deze WO 02/30570-publicatie bereikt door in radiale richting op verschillende afstanden van het rotatiehart toevoer/afvoeropeningen aan te brengen in de stationaire/roterende klepplaat. Indien men echter de omvang van een dergelijke 20 kleplaat beperkt wil houden en de complexiteit daarvan niet te groot mag worden zal een dergelijke oplossing niet toepasbaar zijn bij het gebruik van een groter aantal kolommen.

GB 761.690 beschrijft een verdeelklep voorzien van twee plaatdelen of eindplaten met axiale toevoeropeningen die overgaan in radiale kanalen. Deze radiale 25 kanalen monden steeds axiaal op hetzelfde niveau uit. Bovendien zijn in de cilinderwand uitmondingen aangebracht van kanalen die inwendig doorverbonden zijn en niet uitkomen bij een plaatdeel of eindplaat. Een voor wat betreft werking overeenkomende constructie is getoond in US 2,600,099.

Het is het doel van de onderhavige uitvinding in een stelsel te voorzien dat deze 30 nadelen niet heeft en waarmee het mogelijk is een groter aantal kolommen met behulp van een enkele verdeelklep aan te sturen.

3

Dit doel wordt bij een hierboven beschreven stelsel verwezenlijkt doordat elk van de, met die axiaal op afstand liggende uitmondingen verbonden, doorgangen in dat plaatdeel uitmondt.

Volgens de uitvinding is het cilindrische lichaam voorzien van een aantal langs 5 de omtrek aangebrachte axiale boringen. Deze kunnen volgens een cirkel aangebracht worden maar voor de verhoging van de capaciteit is het eveneens mogelijk een aantal groepen boringen op verschillende cirkels aan te brengen. Een eerste boring strekt zich evenals bij de constructie volgens WO 02/30570 in axiale richting uit en wordt vervolgens omgezet tot radiale boring. Echter in tegenstelling tot WO 02/30570 strekt 10 zich vanaf dezelfde klepplaat een tweede axiale boring uit welke op een grotere afstand van de stationaire/roterende klepplaat overgaat naar een radiale boring en vervolgens in de wand van het huis uitmondt. Daardoor zijn nog slechts twee afdichtvlakken noodzakelijk: het eerste afdichtvlak bevindt zich tussen de stationaire en roterende klepplaat en het tweede afdichtvlak tussen de cilinderwand en de opname in het huis. 15 Een derde afdichtvlak zoals aanwezig in de stand der techniek is niet noodzakelijk. Daarmee is het mogelijk in volledige afdichting te voorzien. Eveneens is het met de onderhavige uitvinding mogelijk een zeer groot aantal reactoren te bedienen. Immers het cilindrische lichaam kan onbeperkt lang uitgevoerd worden zonder dat dit constructieve problemen met zich meebrengt. Als voorbeeld wordt een waarde van vijf 20 aansluitingen genoemd maar begrepen zal worden dat op eenvoudige wijze zeer veel grotere aantallen gebruikt kunnen worden.

Begrepen zal worden dat het cilindrische lichaam en de klepplaat geïntegreerd kunnen worden.

Bovendien maakt de onderhavige uitvinding het mogelijk het cilindrische 25 lichaam modulair op te bouwen. Dat wil zeggen het cilindrische lichaam wordt opgebouwd uit cilindrische schijven elk bestaande uit een aantal doorgaande axiale boringen en met steeds een radiale boring die uitmondt in de cilindrische wand. Indien op verschillende cirkels geplaatste groepen axiale boringen aanwezig zijn is het mogelijk verscheidene radiale boringen aan te brengen die in verschillende posities op 30 de wand van het cilindrische lichaam uitmonden. Het huis zal van overeenkomstige boringen voorzien zijn. Daarbij zijn de schijven onverdraaibaar ten opzichte van elkaar aangebracht. Dit kan op eenvoudige wijze verwezenlijkt worden door deze inwendig van een centrale opnameopening te voorzien met een vertanding of dergelijke. De

V

4 aandrijfas is voorzien van een overeenkomstige vertanding. Door passende keuze van het aantal tanden kunnen de schijven op bepaalde discrete posities op de aandrijfas aangebracht worden. Daardoor kunnen alle schijven identiek uitgevoerd worden en door het in verschillende posities ten opzichte van de as plaatsen kan de gewenste 5 doorvoer/afvoer verkregen worden. De (kunststof)schij ven kunnen tegen elkaar liggend aangebracht zijn en met behulp van eenvoudige afdichtmiddelen zoals O-ringen ter plaatse van de boringen afgedicht worden. Omdat geen onderlinge verplaatsen tussen de schijven plaatsvindt is een dergelijke afdichting eenvoudig te verwezenlijken.

Bij een dergelijk stelsel zal in het algemeen een van de uiteinden van de doorgang 10 door het cilindrische lichaam permanent van fluïdum voorzien worden en een van de uiteinden in bepaalde discrete gewenste posities. Volgens een voorkeursuitvoering van de onderhavige uitvinding is een omtrekskanaal begrensd tussen het huis en de cilindrische wand zodat dat deel in continue fhiïdumverbinding voorziet tussen het huis en de radiale uitmonding in het cilindrische lichaam. Ter plaatse van de klepplaat vindt 15 het selectief sturen van de fluïdumstroom plaats. Dit kan verwezenlijkt worden door het aanbrengen van openingen die precies tegenover elkaar komen te liggen maar eveneens door het aanbrengen van sleuven zodat in een aantal posities fluïdumverbinding bestaat. Bovendien kan de constructie voor indexerend bedrijf uitgevoerd zijn. Door de verhoudingsgewijs geringe massatraagheid van de roterende klepplaat en het 20 cilindrische lichaam is een dergelijke indexerende beweging van het cilindrische lichaam/klepplaat op eenvoudige wijze mogelijk.

De uitvinding heeft eveneens betrekking op een hierboven beschreven stelsel waarbij twee van dergelijke verdeelkleppen aanwezig zijn voor de aanvoer naar de verschillende reactoren en een voor de afvoer van de verschillende reactoren. Om op 25 optimale wijze in afdichtdruk tussen de roterende klepplaat en de stationaire klepplaat te voorzien wordt bij een dergelijke constructie in een zodanige plaatsing voorzien dat roterende klepplaten van elk van de verdeelkleppen hetzij zo dicht mogelijk bij elkaar hetzij zo ver mogelijk van elkaar af liggen. Een gemeenschappelijke aandrijfas kan door een gemeenschappelijke motor aangedreven worden.

30 De uitvinding zal hieronder nader aan de hand van een in de tekening afgebeeld uitvoeringsvoorbeeld verduidelijkt worden. Daarbij toont:

Fig. 1 schematisch het stelsel volgens de uitvinding; en Fig. 2 details van een van de verdeelkleppen volgens fig. 1.

5

In fïg. 1 is het stelsel volgens de onderhavige uitvinding in het geheel met 1 aangegeven. Dit bestaat uit een aantal reactoren of kolommen 2. Daardoor wordt een fluïdum geleid dat op enigerlei wijze behandeld dient te worden. Schakeling van de reactoren dient vanwege het proces regelmatig te wisselen waarbij vaak een 5 regeneratiestap opgenomen is.

De verschillende fluïdumstromen worden via een inlaatverdeelklep 3 en een uitlaatverdeelklep 4 geregeld. Het toegevoerde fluïdum beweegt via toevoer 7 en verdeelklep 3 naar reactoren 2 en vandaar via verdeelklep 4 naar afVoeren 9. Rotatie van de verdeelkleppen vindt plaats door middel van een motor 5.

10 In fig. 2 is in detail verdeelklep 3 getoond. Begrepen zal worden dat verdeelklep 4 op overeenkomstige, maar spiegelbeeldig uitgevoerde, wijze verwezenlijkt is.

Met motor 5 is een as 6 verbonden. Deze is voorzien van een spievertanding 8. Een aantal schijven 10 is aanwezig voorzien van een samenwerkende vertanding waardoor deze schijven in een groot aantal discrete posities op de as 6 geplaatst kunnen 15 worden. Deze schijven 10 zijn opgenomen binnen een stationair huis 24. Elke schijf 10 is voorzien van een aantal doorgaande axiale boringen 11 die op een cirkel liggen. Een van de boringen, aangegeven met 12, eindigt blind en sluit aan op een radiale boring 13 die uitmondt in een ringvormig aan de buitenomtrek van de schijf 10 aangebracht kanaal 14. Afdichtingen 15 zijn aanwezig die in afdichting tussen de schijf 10 en het 20 huis 24 voorzien. Huis 24 is voorzien van een aantal in axiale richting achter elkaar liggende uitlaten 17. Begrepen dient te worden dat deze uitlaten 17 eveneens als inlaat kunnen fungeren. Een aantal schijven 10 is zoals fig. 2 blijkt achter elkaar geplaatst. In elk van de schijven is steeds een enkele boring 12 aanwezig die voortdurend in verbinding staat met de betreffende uitlaat/inlaat 17 via het betreffende kanaal 14.

25 De boringen 11, 12 komen uit in een roterend klepdeel 19. De daar aanwezige doorgangen zijn met 22 aangegeven. Een stationaire klepplaat of een eindplaat 18 is aanwezig met doorgangen 21 verbonden met inlaten 16. Begrepen zal worden dat de inlaten 16 eveneens als uitlaten uitgevoerd kunnen worden. Deze roterende klepplaat 19 is onverdraaibaar verbonden met as 6. Het samenstel bestaande uit de stationaire 30 klepplaat 18 en roterende klepplaat 19 is met 20 aangegeven.

De hierboven beschreven inrichting werkt als volgt. Fluïdumtoevoerleidingen zijn op de inlaten 16 aangesloten. Daarbij zal altijd op een van de inlaten 16 een fluïdumtoevoer aangesloten zijn die afwijkt van de andere fluïdumtoevoeren. Het is 6 vanzelfsprekend eveneens mogelijk op elke aansluiting een andere fluïdumtoevoer aan te brengen is in doorkoppeling te voorzien voor serieschakeling.

Fluïdum dat binnentreedt door inlaat 16 komt in opening 21 van stationaire klepplaat 18. Afhankelijk van de positie van de roterende klepplaat 19 zal fluïdum door 5 een van de openingen 22 in de roterende klepplaat 19 treden. Daarvan afhankelijk zal het fluïdum door een van de boringen 11 van het pakket schijven 10 treden. Afhankelijk van de positie zal een van de schijven met boring 12 bereikt worden en het fluïdum in een van de ringkanalen 14 uitmonden en zo uitmonden in een van de uitlaten 17. Bij verdere rotatie zal bij het bereiken van een volgende positie de stroming van het 10 fluïdum op andere wijze plaatsvinden.

Begrepen zal worden dat met de hierboven beschreven constructie een grote vrijheid van aansluiten van verschillende fluïdumleidingen bestaat en zo het aansturen van verschillende processen. Daardoor is het mogelijk uitgaande van standaardcomponenten zeer verschillende processen aan te sturen. Door het gebruik 15 van schijven die het cilindrische lichaam vormen is op eenvoudige wijze een modulaire opbouw mogelijk. Op deze wijze kunnen zeer complexe processen op eenvoudige wijze met de verdeelkleppen volgens de onderhavige uitvinding verwezenlijkt worden.

Door het hierboven beschreven spiegelbeeldig aanbrengen van de verdeelkleppen 3 en 4 en het gebruik van een doorgaande as 6 kan de druk op de tegenover elkaar 20 liggende roterende klepplaten vereffend worden. Daardoor kan op eenvoudige wijze in afdichting voorzien worden.

Na het bovenstaande zullen bij degene bekwaam in de stand der techniek dadelijk varianten opkomen die bestaan uit combinatie van het hier getoonde en constructies bekend in de stand der techniek meer in het bijzonder in de stand der techniek waarbij 25 gebruik gemaakt wordt van roterende kolommen en roterende klepplaten. Dergelijke combinaties zijn voor de hand liggend en liggen binnen het bereik van de bijgaande conclusies.

1027143

Claims (6)

1. Stelsel (1) voor het chemisch/fysisch behandelen van een fluïdum, omvattende een toevoer (7) voor dat fluïdum, een aantal 5 behandelingsreactoren (2) voor dat fluïdum en een afvoer (9) voor dat behandelde fluïdum, waarbij in de toevoer en/of afvoer een roterende verdeelklep (3, 4) aangebracht is, welke de toevoer en/of afvoer met wisselende reactoren (2) verbindt, waarbij die verdeelklep (3, 4) omvat een zich loodrecht op de rotatieas daarvan uitstrekkend plaatsamenstel (20), 10 omvattende een roterend plaatdeel (19) en een stationair plaatdeel (18), waarbij het stationaire plaatdeel met die toevoer en/of afvoer verbonden is en het roterende plaatdeel met die afvoer en/of toevoer verbonden is, waarbij die plaatdelen van openingen (21, 22) voorzien zijn die afhankelijk van de rotatiepositie een doorgang vrijgeven, waarbij het roterende plaatdeel 15 verbonden is met een roterend cilindrisch lichaam waarvan de rotatieas/cilinderas samenvalt met de rotatieas van dat roterende plaatdeel, waarbij in dat cilindrische lichaam met de openingen van de roterende klepplaat verbonden doorgangen (12-14) aanwezig zijn, die in radiale richting bij de cilinderwand daarvan uitmonden, waarbij dat cilindrische lichaam 20 afdichtend in een stationair huis (24) opgenomen is, welk huis voorzien is van zich radiaal uitstrekkende openingen (17), welke openingen (17) in lijn gebracht kunnen worden met de uitmondingen (13, 14) in de cilinderwand, waarbij in die cilinderwand en dat huis ten minste twee axiaal op afstand liggende uitmondingen/openingen (13,14) aanwezig zijn, met het kenmerk, 25 dat elk van de, met die axiaal op afstand liggende uitmondingen (13,14) verbonden, doorgangen (12) in dat plaatdeel (18) uitmondt.

2. Stelsel volgens conclusie 1, omvattend ten minste vijf in axiale richting op verschillende posities liggende openingen (13, 14) in die cilinderwand en ten 30 minste vier (12) in hoofdzaak axiale boringen, die de doorgangen verbonden met dat klepsamenstel vormen. 1027143

3. Stelsel volgens conclusie 1 of 2, waarbij dat cilindrische lichaam omvat een aantal onverdraaibaar met elkaar verbonden cilindrische schijven (10), elk voorzien van ten minste een axiale doorgang (12) en een radiaal kanaal (13) dat zich tot aan de omtrek daarvan uitstrekt. 5

4. Stelsel volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij tussen die cilindrische wand en de opname in dat huis ter plaatse van een opening resp. uitmonding een zich daartussen uitstrekkend kanaal (14) aangebracht is.

5. Stelsel volgens conclusie 4, waarbij dat kanaal (14) zich langs de volledige omtrek van die cilindrische wand uitstrekt.

6. Stelsel volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij twee verdeelkleppen (3, 4) volgens een van de conclusies 1-5 aangebracht zijn, die 15 een gemeenschappelijke aandrijfas (6) omvatten, waarbij een klep de aanvoer met de reactoren verbindt en de andere de afVoer met de reactoren verbindt, waarbij de plaatsamenstellen aan elkaar grenzend of op zo groot mogelijke afstand van elkaar zijn aangebracht. 20 ------------- 1 0 2 7 1 4 3