KR870000973B1 - 수지증가분의 조절계량이송 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

수지증가분의 조절계량이송 방법 및 장치

제1도는 가공중첩베드 이온교환시스템의 관련장치들의 입면도.

제2도는 제1도의 시스템중 계량챔버와 수하실의 확대입면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 실린더 11 : 환상부

12 : 가요성슬리이브 13 : 환대

14 : 게이지관 15 : 스크린

16 : 수평센서

V1,V2,V3,V4,V5,V6,V7,V8,V9,V11,V12,V13 : 밸브

본 발명은 수지입자의 충전 및 재생용 가동중첩베드를 이용한 이온교환시스템, 특히 충전 및 / 또는 재생탑에서 배출되는 수지입자의 계량이송을 계량한 것에 관한 것이다.

히긴스의 미합중국 특허 제2,815,322호에서는 가공중첩베드이온 교환시스템을 공개하였다. 여기에서는 수지가 수력펄스에 의하여 연속 루우푸(loop)를 돌아서 이송된다. 루우프의 주상부분에는 연속베드가 제공되어 있고, 그 상부에는 충전부, 그 하부에는 재생부가 있다. 주상부분의 상단에는 수지베드의 상부 위쪽으로 여유공간 (free-board space)이 제공되어 있고, 수준은 수지를 리셉터클부로 이송하여 재생부의 바닥으로 되돌려보내는 스필-오우버(spill - over)출구에 의하여 조절한다. 회로내의 수지는 각 수력펄스에 의하여 이동하기 때문에 이송되는 수지는 자동적으로 계량 또는 평형이 된다. 그러나, 이러한 배치에 있어서는 루우프의 각 부사이가 분리되어 있지 아니하므로 , 충전부내에서 처리되는 액체가 재생용액체에 의하여 오염된다. 각 펄스에 의하여 수지를 이동시키려면, 수력펄스용으로 비교적 높은 압력을 사용하여야 하며 수지입자들이 이동중 바람직하지 못한 마찰로 인하여 마멸되기 때문에 , 수지의 유효수명이 단축된다.

히긴스의 미합중국특허 제3,579,322호에서는 연속루우프시스템도 공개하였는데, 여기에서는 루우프부분이 밸브로 분리된 몇개의 격실로 나누어져 있다. 이 시스템에서는 수지증 가분이 맥동에 따라 충전격실의 바닥으로 이송되기 때문에, 이에 대응하는 양의 수지증가분이 충전탑의 상부로부터 수하격실로 압출된다. 이러한 배치에 있어서는 시스템내의 수지중 일부만이 펄스에 의하여 이동됨으로, 시스템의 충전부와 재생부 사이가 더 넓게 분리된다. 시스템이 작동하면, 수지는 완전히 충전된 충전탑에서는 위쪽으로 이동하고, 부분충전된 재생격실에서는 아래쪽으로 이동한다. 이 시스템에는 각 격실 사이로 이송되는 수지중 가분을 정밀히 계량하는 수단이 제공되어 있지 아니하다.

최근에 , 칼슨의 미합중국 특허 제4,208,904호 및 제4,228,001호에서 개량된 중첩베드이온 교환시스템을 공개하였는데, 이 시스템에는 수직으로 뻗어있는 분리된 충전탑과 재생탑이 제공되어 있고, 충전탑과 재생탑 사이의 각 회로에서 분리된 리시이버가 제공되어 있다. 이 두개의 탑에는 수지베드의 상부 위쪽으로 여유공간이 있고, 그 수준은 스필-오우버형출구에 의하여 조절되며, 이 스필-오우버 출구를 통하여 수지는 리시이버에 이송된다. 충전탑과 재생탑은 수지증가분이 그 하부에서 도입되어 상부출구쪽으로 이동할 수 있게 되어있다. 수지증가분이 수지입자의 슬러리(slurry)로서 이송되는 것을 촉진하기 위하여 액체를 첨가한다. 그러나, 이 시스템에는 수지증가분의 이송량을 정밀하게 계량하는 수단과 충전탑으로부터 또는 충전탑으로 이송되는 수지증가분 및 재생탑으로부터 또는 재생탑으로 이송되는 수지증가분을 평형시키는 수단이 제공되어 있지 아니하다.

해럴드 넬슨 헤드릭 및 솔론 지인 휘트니 명의의 미합중국특허출원 제275,658호에서는 중첩베드이온교환시스템의 또 다른 계량형을 공개하였는데, 이 시스템에서는 각 회로부분내에 있는 탑들 사이에 분리된 처리 및 펄스챔버(chamber)를 이용하고, 각 탑은 압축된 수지입자들로 완전히 충전하게 되어있다. 수지입자의 증가분은 맥동에 따라 충전탑과 스트리핑(stripping)탑의 하부로 도입되고, 동량의 증가분이 그 상부에서 방출된다. 그러므로, 맥동에 따라 관의 하부로부터 도입되는 수지량은 서로 분리하여 조절하게 되어 있으나, 이 시스템에는 각 펄스에 따라 이송되는 수지의 양을 정밀하게 조절하는 수단과 각 회로부분에 이송되는 수지증가분을 평형시키는 수단이 제공되어 있지 아니하다.

가동중첩베드이온 교환시스템의 조절장치를 실험에 의하여 개발하는 과정에서 특정량의 수지입자가 시스템의 여러 부분에서 차지하는 용적이 크게 다르다는 사실을 발견하였다. 수지입자는 팽창 또는 수축하기 때문에 , 이온의 강도 및/ 또는 산의 농도에 따라 그 용적이 늘어나거나 줄어들며, 이러한 이온강도와 산농도는 시스템의 충전부와 재생부 사이에 큰 변동이 있고, 각 탑의 상부와 하부 사이에서도 상당한 차이가 있다. 그러므로, 탑의 상부에서 방출되어 충전탑과 스트리핑탑 사이로 이송되는 수지증가분의 용적을 정밀하게 계량하고, 이러한 용적을 예정된 바에 따라 선택적으로 조절함으로써 , 충전탑에서 이송되는 수지증가분을 시스템의 재생탑에서 이송되는 수지증가분과 비교하여 평형시킬뿐 아니라, 각 탑에서 이송되는 수지증가분을 평형시키는 수단을 제공할 필요가 있다. 따라서, 본 발명의 목적은 시스템내에서 동일한 양의 수지를 계속적으로 순환시키면서, 시스템전체를 정밀하게 계량 및 평형된 상태로 동작시키는 것이다.

본 발명의 방법 및 장치에서는 새로운 구조로 된 계량챔버(metering chamber)를 이용한다. 하부와 통하는 수지입구가 달린 계량챔버에는 그 하부 위쪽으로 챔버의 내부를 가로지르게 배치된 스크린에 제공되어 있다. 스크린은 액체는 통과할 수 있으나, 수지입자들은 여기에 걸려서 나가지 못하게 되어 있다. 수압에 의하여 계량챔버로 들어온 입자들은 스크린과 접촉하고, 입자들과 함께 이송된 액체는 스크린을 통과하여 위쪽으로 이송되며, 이와 동시에 스크린 아래에 있는 액체내의 압력이 증가하게 되어있다. 사실상, 배압이 생기고, 이 배압은 스크린 아래쪽에서 계량챔버, 수지가 방출되는 탑 또는 이 탑과 통하여 있는 펄스 챔버내에서 감지할 수 있다. 스크린위의 액체수준은 교대적으로 또는 보충적으로 감지할 수 있고, 이러한 액체수준 또는 압력의 증가는 계량챔버로의 수지이동을 정지시키는 신호로서 이용할 수 있다. 이와 같이 차단되면, 계량챔버에서 정밀하게 측정된 용적의 충전수지입자를 얻게된다.

바람직한 실시예에 있어서, 계량챔버에는 그 내부중 스크린 아래쪽에 있는 부분을 둘러싸는 가요성벽이 제공되어 있다. 이 벽을 안쪽으로 또는 바깥쪽으로 구부림으로써 계량챔버의 용적을 선택적으로 감소 또는 증가시킬 수 있다. 가요성벽의 위치는 수압발생수단을 제공함으로써 조정하며, 이 수압발생수단은 벽이 계량챔버에 미리 선택한 가변용적을 제공할 수 있는 위치에 있도록 벽의 외측에 작용할 수 있게 배치되어 있다. 그 외에도, 계량챔버내의 액체수압과 가요성벽의 외측에 가하여지는 액체의 수압에 대하여 가요성벽을 가로질러 예정된 수압차가 생긴다. 이에 의하여 벽의 내측 또는 외측으로 구부러지는 양을 예정할 수 있고, 계량챔버의 용적을 미리 다르게 선택할 수 있다.

본 발명에는 가동중첩베드이온 교환시스템내에서 충전탑 또는 재생탑과 같은 탑의 한 끝부분으로부터 반출되는 이온교환수지 입자들의 액체함유 증가분의 용적의 계량하는 방법과 장치가 포함된다. 본 발명의 방법과 장치는 미합중국특허출원 제275,658호에 기술되어 있는 중첩베드 이온교환시스템에 관한 방법 및 장치와 함께 사용하는 것이 바람직하다. 이 시스템의 충전탑과 재생탑은 압축된 수지입자들로 완전히 충전하고, 수지베드에는 입자들 사이에 액체가 들어있다. 다시 말하면, 압축입자베드도 시스템중이 부분에 존재하는 액체로 완전히 충전되어 있다.

사용하는 수지는 시스템의 용도에 따라 양이온교환수지 또는 음이온교환수지로 할 수 있다. 사용하는 수지의 종류에 따라, 양이온 또는 음이온이 충전탑에서 처리되는 액체로부터 흡수된다. 흡수된 이온은 수지입자로부터 떨어져 나가고, 수지는 재생탑내에 있는 재생액과 접촉함으로 충전탑에서 다시 사용할 수 있는 상태로 회복된다. 예를 들면, 양이온교환수지를 인산용액과 같은 액상산용액으로 부터 금속이온을 제거하기 위하여 사용하는 경우에는 황산용액과 같은 강력한 산을 재생용액으로 사용할 수 있으며, 금속이온은 수소이온으로 교체되고, 수소형태로 된 수지는 충전탑으로 되돌아간다.

바람직한 실시예에 있어서, 압축수지가 수압펄싱에 의하여 이미 압축수지로 완전히 충전된 충전탑 및 스트리핑탑의 하부로 도입되면, 이에 대응하는 용적의 수지가 탑의 상부에서 방출된다. 충전탑에 들어 있는 액체의 이온농도가 탑의 하부로부터 상부로 증가하면, 최대의 이온농도를 가진 공급액이 충전탑의 상부로 도입되고, 탈이온액체는 충전탑의 하부로부터 제거된다. 이와 마찬가지로, 재생용액은 재생탑의 상부로 도입되고 사용후 재생액은 재생탑의 하부에서 제거되기 때문에, 이온의 강도 및 / 또는 산의 농도는 재생탑의 하부에서 상부로 증가한다. 이러한 상태변화는 동일중량량 또는 동일수의 수지입자들이 차지하는 상대용적에 영향을 준다. 수지입자들은 이온 또는 산의 농도가 다르기 때문에 팽창 또는 수축한다.

바람직한 실시예에 있어서, 충전된 액체함유수지 입자들은 수압에 의하여, 가동중첩베드이온 교환시스템내에 수직으로 뻗어있는 충전탑 또는 스트리핑탑과 같은, 압축액체함유 수지로 충전된 탑으로 이송된다. 수지입자들은 탑의 하부에 있는 수지입구를 통하여 탑으로 도입되는 동시에, 충전된 액체함유수지는 탑의 상부에 있는 수지출구를 통하여 탑으로부터 방출된다. 방출된 수지입자들은 수압제공펄스의 작용에 의하여 위쪽으로 뻗어있는 계량챔버의 하부를 통과한다. 계량챔버에는 그 하부 위쪽에 그 내부를 가로질러 배치된 입자억제스크린이 제공되어 있다. 이 스크린의 그물코 크기는 액체를 계량챔버의 상부로 통과 시킬 수 있을 정도로 되어있다. 여기에서 사용하는 “스크린”이란 직조그물코식스크린(woven mesh sceen)뿐 아니라, 액체가 통과할 수 있는 구멍이 뚫려 있되, 수지입자들을 빠져나가지 못하게 잡아둘 정도의 크기로 되어있는 체판과 같은 유사한 장치도 말하는 것이다.

수압펄스에 의하여 수지입자들은 스크린의 하부에 도달하고, 스크린에 맞대어 압축될 때까지 계량챔버속으로 계속하여 밀려간다. 이때에 액체의 스크린을 통과하여 그 위쪽으로 밀려간다. 수지입자들이 스크린에 압축되고 액체가 강제로 스크린을 통과함으로써 스크린 아래에 증가된 액체압력이 생기고, 이 압력은 연속적인 액체위상을 통하여 펄스챔버로 거슬러 전달된다. 그러므로, 증가된 압력은 계량챔버내의 스크린 아래에서, 탑내에서 또는 펄스챔버내에서 적당한 압력센서에 의하여 감지할 수 있다. 이와 같은 압력증가는 액체가 스크린 위의 어느 수준에 도달하였을 때에도 생기게 되며, 이 액체수준도 적당한 액체수준센서(sensor)에 의하여 감지할 수 있다. 증가된 압력이나 액체수준은 계량챔버에 대한 수지의 이송을 종료시키기 위한 신호로서 사용할 수 있다. 더 상세히 말하면, 이 신호는 펄스챔버에 수압을 공급하는 펌프의 동작을 중지시키는데 이용할 수 있다. 이에 의하여, 계량챔버에는 수지입자들의 정밀히 측정된 충전증가분이 들어있게 된다. 이러한 증가분은 그 다음에 펄스챔버의 앞쪽에 위치하고, 회로내에 있는 다음 탑에 연결된 처리실과 같은 중첩베드 시스템내의 또 다른 장치로 이송할 수 있다. 시스템의 전반적 배치에 관여하는 상술한 미합중국 특허출원 제276,658호에 상세히 기술되어 있다.

바람직한 실시예에 있어서, 스크린 아래의 계량챔버에는 안쪽 또는 바깥쪽으로 구부러져서 스크린 아래의 계량챔버용적을 감소 또는 증대시킬 수 있는 가요성벽부분이 제공되어 있다. 이 가요성벽은 수지계량중, 벽의 외측에 수압을 가하여 계량챔버가 수지입자들로 충전되었을 때 벽의 구부러진 위치를 예정할 수 있는 압력차를 계량챔버를 가로질러 제공할 수 있도록, 위치하게 한다. 이러한 배치에 의하여 수지입자들의 계량된 용적을 선택적으로 변동 및 예정할 수 있다. 필요한 경우에는 다른 실시예에 있어서, 계량챔버의 내부용적을 변동시키는 가요성벽의 배치를 수지억제스크린이 없는 계량챔버에 이용할 수 있으며, 계량챔버는 수지를 가득 채워서 필요한 계량을 제공할 수 있게 한다.

바람직한 실시예에 있어서, 위에서 설명한 계량방법과 장치는 수직으로 뻗어있고, 하부입구와 상부출구가 달린 충전탑 및 재생탑과 함께 이용한다. 금속이온은 인산용액으로부터 제거하는 경우와 같이, 이 시스템을 사용함에 있어서는 산용액은 압축수지층을 통하여 충전탑과 재생탑으로 하향이송된다. 예를 들면, 충전탑내에서 처리되는 용액에는 인산염암에서 조제한 습식인산을 포함시키고, 재생탑내의 산용액에는 농축황산을 포함시킬 수 있다. 이 실시예에 있어서는 동일한 중량량의 충전수지입자들은 탑을 통과하면서 개별입자들이 수축 또는 팽창하기 때문에 탑의 양단에서 그 용적들이 다르게 된다. 따라서, 동일중량량 또는 동일수의 입자들은 충전탑에서 방출될 때와 재생탑에서 방출될 때의 용적도 서로 다르게 된다.

계량챔버의 설계에 있어서, 그 가요성벽은 관상슬리이브의 모양으로 되어있고 , 슬리이브의 외측둘레에는 수압환대를 제공할 수 있도록 단단한 하우징(housing)이 제공되어 있다. 이 수압환대는 예정수압에 의하여 액체원에 연결되어 있고, 이에 의하여 계량챔버의 용량을 선택적으로 감소 또는 증가시킬 수 있도록 굴곡슬리이브를 가로질러 예정된 압력차를 생기게하는 수단을 제공한다.

본 발명의 방법과 장치를 작업계통도를 도시한 첨부도면에 의하여 더 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 가동중첩베드이온 교환시스템 중의 일부인 충전측 또는 스트리핑측을 도시한 것이다. 바람직한 실시예에 있어서, 도시된 배치를 시스템 양측에 이중으로 한다. 즉, 충전탑과 재생탑을 함께 사용한다.

제1도의 실시예에 있어서, 펄스챔버를 도관에 의하여 수직으로 뻗어있는 충전탑 또는 재생탑의 원추형 하단저면에 연결되어 있다. 탑의 원추형상단은 계량챔버의 하부에 연결된 도관과 통하여 있다. 제1도에 도시한 바와 같이 ,계량챔버에는 도관을 통하여 수하장치와 통하여 있는 원추형저부가 있다. 계량챔버의 설계는 제2도에 상세히 도시하였다.

제1도의 방법 및 장치를 실시함에 있어서, 펄스챔버의 하부에는 도시된 바와같이, 압축수지 입자들이 들어있다. 침전된 수지위로는 일정수준의 액체를 제공하고, 그 위로는 공역을 제공할 수 있다. 펄스챔버내의 수지는 충전탑 또는 재생탑으로부터 그전에 도입된 것이다.예를 들면, 액체함유수지 입자들은 수지조정밸브(V1)를 통하여 이송하고, 도관을 통하여 펄스챔버의 상부로 도입할 수 있다. 펄스챔버에는 액체를 보충할 수 있다. 펄스챔버내의 수지는 펄스챔버에서 이송되는 단계에서는 압축된 상태에 있고, 액체, 바람직하기로는 탑의 하부에 있는 액체와 성분이 같은 액체로 충전된다. 탑에는 처리할 액체 또는 재생액체를 탑의 아래쪽으로 통과시키는 밸브조절액체입구가 제공되어 있다.

밸브(V1)가 폐쇄되고, 밸브들(V3)(V4)이 개방되면, 압축공기가 전기작동펌프로부터 밸브(V2)를 거쳐 펄스챔버의 상단으로 도입 됨으로써 수압펄스가 생기고 , 이에 의하여 액체 위에 공기압력이 생겨서 압축수지는 펄스챔버의 저부에서 탑의 저부로 밀려간다. 이와 동시에, 압축수지는 탑의 상부로부터 밸브(V4)를 통하여 계량챔버가 스크린 수준으로 채워질 때까지 계량챔버로 이송된다. 이러한 이송중 통기밸브(V5)는 개방되고, 공기입구밸브(V6)는 폐쇄된다. 계량챔버에서 나오는 하부출구선상의 밸브(V7)도 폐쇄된다. 밸브들(V4)(V7)과 같은 수지회로내에 있는 밸브들은 모두 수지조정밸브들이다.

계량챔버내의 수지가 스크린 수준에 도달하고, 스크린에 의하여 억제되어 있는 때에는 신호가 작동하여 펄스챔버에 가압공기를 공급하는 공기압력펌프를 정지시킨다. 이에 의하여, 계량챔버로의 수지입자도입이 종료된다. 그 다음에는 계량챔버내에 잡혀있는 측정된 수지용량을 시스템의 다음 장치, 즉 제1도에 도시된 리시이버와 같은 장치로 이송할 수 있다. 이를 위하여 통기밸브(V5)는 폐쇄되고, 가압공기입구밸브(V6)는 , 개방되며, 수지이송밸브(V7)도 개방된다. 이와 같은 배치에 있어서는 측정된 수지증가분이 중력의 영향으로 계량챔버로부터 리시이버로 하향낙하는데, 스크린 위의 공간으로 가압공기를 도입함으로써 이송을 촉진시키는 것이 바람직하다. 수지가 리시이버로 이송되는 동안에 리시이버에서 나오는 출구밸브(V9)는 폐쇄되고, 리시이버의 상부에서 나가는 통기밸브(V8)는 개방된다. 도시하지 않았으나, 수지를 리시이버로부터 밸브(V9)를 통하여 시스템내의 다음 장치, 즉 제1도에 도시된 것과 같은 또 다른 펄스챔버로 이송하는 것을 돕는데 사용하기 위하여 , 가압공기밸브 조절입구를 리시이버 상부에 연결시킬 수 있고, 이러한 장치는 시스템내의 다음 탑의 저부에 연결하며, 이 저부는 제1도에서 설명한 바와 같이, 또 다른 계량챔버에 연결할 수 있다.

제2도는 계량챔버를 도시한 것이다. 계량챔버는 수직으로 뻗은 실린더(10)로 구성되어 있고, 실린더에는 감축된 목부분(12)에 연결된 하부확대환상부(11)가 있다. 환상부(11)에는 안쪽으로 간격을 두고 가요성슬리이브(12)가 제공되어 있다. 가요성슬리이브(12)는 액체 억제성이 있고, 그 양단이 계량챔버의 벽내부에 연금술적으로 밀봉되어 있다. 환대(11)는 슬리이브(12)둘레에 수압환대(13)를 둘러싸는 단단한 하우징을 제공한다. 압력환대는 예정조절압력에 의하여 공급되는 액체원에 연결되어 있다.도면에서는 이러한 액체원은 하부에 액위가 있는 게이지관(14)에 의하여 제공되고, 액체는 밸브조질선(V11)을 통하여 환대(13)를 충전하는 액체까지 뻗어있다. 게이지관 (14)내부에는 액위 위에 공기가압공간이 제공되어 있다. 게이지관의 상단은 밸브(V13 )를 통하여 가압공기원에 접속되어 있다. 게이지관(14)의 상단과 연결된 선도밸브 (V12)를 통하여 통기공에 통하여 있다.

도시한 바와 같은 배치에 의하여, 밸브(V12)는 폐쇄한채 밸브(V13)를 통하여 가압공기를 하부액위로 도입하거나, 밸브(V13)를 폐쇄한채 밸브(V12)를 통하여 공기를 배출함으로써 게이지관(14)내의 액위를 선택적으로 필요한 위치에 놓을 수 있다.

실린더(10)내의 중간수준에는 수평으로 뻗은 스크린(15)이 제공되어 있다. 이 스크린은 미세메시와이어 스크린(fine mesh wire screen)으로 형성하거나, 체판의 형태로 할 수 있다. 와이어스크린 또는 체판의 구멍은 수지입자의 직경보다 더 작은 직경으로 되어있기 때문에, 수지입자들은 제2도에 도시된 바와 같이, 스크린 아래에 억제된다. 계량챔버를 제공하는 실린더(10)의 상단을 통기공으로 통하는 밸브(V5)에 연결하고, 가압공기원은 밸브(V6)를 통하여 실린더의 상부에 연결할 수 있다. 스크린(15)의 위에까지 뻗어있는 수평탐침(16)이 달린 수평센서 장치를 제공하는 것도 바람직하다.

제2도에 도시한 바와 같이, 계량챔버 아래에는 리시이버를 제공하고, 이를 통하여 수지가 계량챔버로부터 이송되어 목부분(12) 및 밸브(V7)를 통하여 리시이버의 상부로 방출되게 할 수 있으며, 리시이버는 이송중밸브(V8)를 통하여 통기가 되게할 수 있다. 출구는 리시이버의 하단에서 밸브(V9)를 거쳐 제공한다.

제2도의 계량챔버가 작동하면, 예정된 압력이 가요성벽(12)둘레에 있는 환대 (13)내의 액체가 가하여진다. 이를 위하여, 게이지(14)내의 액체는 선택된 수준으로 유지하고, 이 수준을 유지하는데 필요 가압공기를 밸브(V13)를 통하여 도입하거나, 밸브(V12)를 통하여 제거한다. 액체함유수지는 탑으로부터 밸브(V4)를 거쳐 목부분 (12)으로 이송된 다음에 위쪽으로 계량챔버 내부로 이송되며, 계량챔버 하부에는 가요성슬리이브(12)가 제공되어 있다. 맥동적으로 이송되는 수지가 계량챔버 내부에 충전되어감에 따라, 내부액체의 압력이 가요성슬리이브(12)의 내측에 작용하여 압력차를 생기게 한다. 이러한 압력차가 외측방향으로 부(-)이면, 관상슬리이브(12)는 제2도에 도시한 바와 같이, 내측으로 구부러지고, 압력차가 외측방향으로 정(+)이면, 관상슬리이브(12)는 외측으로 구부러지기 때문에, 수지입자들이 이송되는 계량챔버내의 용적이 선택적으로 감소 또는 확대된다. 가요성슬리이브(12)의 위치는 액체를 압축할 수 없으므로, 밸브(V11)를 폐쇄시킴으로써 유지한다.

펄스는 계량챔버를 스크린(15)수준까지 신속히 충전시킨다. 스크린은 수지를 억제하고 있기 때문에, 수지는 펄스의 힘에 의하여 스크린에 맞대어 압축되지만, 수지입자들과 함께 이송된 액체는 제2도에 도시한 바와 같이, 스크린을 통과하여 그 위에까지 이송된다. 이 수준은 수지입자들이 스크린에 맞대어 충분히 압축되었을 때, 스크린을 통과한 액체의 양과 일치하도록 이를 선택할 수 있다. 이러한 액체수준에 도달하였을 때, 수평센서(16)의 탐침하부가 접촉되며, 이와 같은 접촉은 제1도와 관련하여 설명한 바와 같이, 펄스챔버와 탑에 수압펄스를 공급하는 펌프용차단회로를 작동시키는 신호로서 이용할 수 있다.

수지입자들이 스크린(15)에 맞대어 압축되고, 액체가 그 위의 수준에 도달하며, 스크린 아래에서 액체 압력이 급상승하게 되고, 이 상승압력은 배압으로서 연속되는 액체위상을 통하여 탑 및 펄스챔버로 이동한다. 이러한 압력의 급증은 적당한 압력센서에 의하여 감지하고, 가압공기를 펄스잼버의 상부로 공급하는 펌프상의 차단스위치를 작동시키는 교호신호 또는 보충신호로서도 이용할 수 있다. 예를 들면, 압력센서장치는 제1도에 표시된 바와 같이, 탑의 측면에 설치할 수 있다. 펄스챔버의 상부에 공급되는 가압유체가 공기에 갈음하여 액체인 경우에는 가압액체를 공급하는 펌프를 중지시키기 위하여 동일한 액체수평 신호 또는 증가압력신호를 이용할 수 있다.

구조의 세부는 여러가지로 달리할 수 있다. 가요성슬리이브(12)는 일반적으로 수지와 함께 이송되는 액체에 의한 공격에 높은 저항성을 가지는 유연한 탄성체로 형성하여야 하며, 이러한 액체로는 습식인산, 농축황산 등을 들 수 있다. 예를들면, 가요성슬리이브(12)와 그 응융물에 적합한 재료는 히팔론(hypalon)이다. 양이온교환수지입자의 평균크기가 30메시(mesh)인 경우에는 그물코크기가 50메시인 스크린을 사용하여야 한다. 액체수평탐침의 하단은 스크린의 상부로 부터 4인치 위에 위치할 수 있다. 적당한 압력센서를 제1도에 도시한 바와 같이 탑에 연결할 수 있다.

Claims (5)

1. 가동중첩베드이온 교환시스템에 있어서, 한끝 부분에 수지입구가 있고, 그 반대쪽 끝부분에 수지출구가 있으면, 입자들 내부와 입자들 사이에 액체가 들어있는 압축수지 입자들로 완전히 충전된 탑의 한끝부분에서 방출되는 이온교환수지 입자들의 액체함유 증가분의 용적을 계량하는 방법에 있어서, 충전된 액체함유수지 입자들을 수압에 의하여 상기 수지입구를 거쳐 상기탑으로 이송하는 동시에, 충전된 액체함유수지를 상기탑으로부터 수지출구를 통하여 방출하는 단계가 포함되어 있고, 방출된 수지입자들을 수압에 의하여 상향으로 뻗어있는 계량챔버의 하부로 통과시키고, 계량챔버에는 상기 하부 위쪽에 계량챔버를 가로질러 배치된 입자억제스크린이 있고, 상기 스크린은 액체를 계량챔버 상부로 통과하게 하며, 상기 수지입자들이 스크린의 하즉수준에 도달하고, 스크린에 맞대어 압출될때까지 계속하여 수지입자들을 상기 계량챔버내로 통과시키며, 액체는 스크린을 통과하여 그위의 수준에까지 이송되고, 상기 스크린 위의 액체 수준 높이나 수지입자들이 스크린에 맞대어 압축됨으로써 생기는 스크린 아래의 증가된 액체압력을 제어신호로 감지하고, 수지입자들을 계량챔버로 통과시키기 위한 수압의 부가를 정지시키는데 상기 신호를 이용함으로써 계량챔버에는 수지입자들의 정밀하게 측정된 충전증가분이 들어있게 되며, 상기 측정증가분을 가동중첩베드 이온교환시스템 내의 또 다른 장치로 이송하는 것을 포함하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기스크린 아래의 계량챔버에 , 내측 또는 외측으로 구부러져서 스크린 아래의 계량챔버 용적을 감소 또는 확대시킬 수 있는 가요성벽 부분을 제공하고, 상기 가요성벽의 위치를 계량챔버내의 수지계량중 벽의 외측에 수압을 가하여, 계량챔버에 수지입자들이 충전되었을때 벽의 구부러진 위치를 예정함으로써 수지입자들의 계량용적을 선택적으로 변동시킬 수 있는 압력차를 제공할 수 있게 정하는 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기탑이 수직으로 뻗어있는 수지충전탑 또는 수지재생탑이고,이 탑내에서 수지가 충전입자들을 통하여 하향 이송되는 산용액과 접촉하며, 개별입자들이 탑을 통과하면서 수축 또는 팽창하기 때문에, 동일 중량량의 충전입자들이 탑의 양단부분에서 서로 다른 용적을 가지게되는 방법.
4. 가동중첩베드 이온교환시스템내에서 사용하는 수지입자 계량장치에 있어서, 하부와 통하여 있는 수지입구가 달린 상향으로 뻗은 계량챔버, 상기하부 위에 계량챔버의 내부를 가로질러 배치되고, 액체는 통과시키되, 수지입자들은 억제하는 스크린, 상기 계량챔버의 내부중 스크린 아래의 부분을 둘러싸고, 내측 또는 외측으로 구부러질때 스크린 아래의 계량챔버용적을 감소 또는 확대시키는 가요성벽, 상기벽을 계량챔버내에 미리 선택한 가변용적을 제공할 수 있는 위치에 두기 위하여 벽의 외측에 작용할 수 있도록 배치된 수압발생 장치, 액체함유 유지입자들을 상기 스크린 아래의 계량챔버로 이송하는 장치 및 수지입자들이 상기 스크린에 맞대어 압축될때 이송을 중지시키는 공정을 포함하고 있는 계량장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 가요성벽이 관상슬리이브의 모양으로 되어있고, 상기 슬리이브의 외측둘레에는 수압환대를 제공할 수 있는 단단한 하우징이 제공되어 있으며, 액체원이 예정수압하에 상기 환대에 연결되어 있는 계량장치.

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