Регулятор расхода жидкости в колонке с сорбентом Советский патент 1977 года по МПК G05D7/00 G01N31/08 

нымн к оси пластины, занимающими 2О-5О% ппсяцадн ее поверхности. Сечение Ьгпастины соответствует, но чуть меныие: внутреннего диаметра колонки, так что пластина имеет воэможлость перемещения по колонке. По

пвриферив пластина снабжена направляющими роликами, а со стороны, примыкающей к сорбенту, множеством,блоков, расположенных по всей нижней поверхности, к которым крепится ячеИсгая сетка, частично погруженная в сорбент.

Спой жидкости,находящийся на слое ионообменной смолы, применяемый в хроматографических ректи4зикационных колоннах, автоматически поддерживается в определенных пределах, таких, что верхняя поверхность смолы никогда не превышает ypoBiei жидкости, но это количество раствора, находящегося на поверхности смолы, является наименьшим. Это достигается благодаря регулировке копичества жидкости, вводимой в колонну, в зависимости от высоты слоя жидкости над гговерхностъго смолы. Такую регулировку обеспечивает пластина, плавающая на слое жидкости. На пластине зйфеплен датчик, оказываюшнй воздействие на открытие клапана в системе подачи жидкости при достижении толщины слоя жидкости нижнего предела.

По закрытию клапана после ввода в ко- лонну достаточного количества жидкости, необходимого для поднержания пластины в плавучем по отношению к смоле состоянии, используют хронометр. Благодаря зависимости подачн свежего раствора в колонну от толщины слоя жидкости над поверхностью смолы, количество жидкости, находящейся на поверхности регулируется незжйсимо от того, движется пи в 1утри колонны поверхность смолы вв1 кг-ипи выще.

Кроме того, минимальная толщина слоя жидкости такова, что пластина, касаясь Поверхностного слоя смолы, сглаживает неровности этого слоя. Для усиле1гая этого эффекта тарелка состоит частично из ячеистой сетки, проникающей в пов хностный слой смолы.

Горизонтальное сечение плвть обычно со ответствует, но меньше по отношению к поперечному сечению колонны по внутреннему диаметру и образовано из- множества отверстий, связанных с верхом и низом пласткныс целью обеспечения переноса свежей жидкости через пластины. Каждое отверстие наклонено, по отношению к в тикали и гори- зонтальному поперечному сечению так, иго. падающая сверху жидкость не может npoxi. дить непосредственно через пластины без контакта с боковыми поверхностями каналоь Благодаря этому поверхностный слой смолы

предохраняется от разрушения, вызванного прямым воздействием жидкой струи.

На фиг. 1 изображена хромагографическв колонна, снабженная пластиной и элементами по регулированию подачи жидкости} на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. Ij нв фиг. 3 участок низа пластины с ячеистой сеткой я отверстиями.

Хроматографическая колонна 1 содержит в нижней части ионообменный слой смолы 2 И снабжена системой 3 подачи жидкости.

Система 3 состоит из разбрызгивающих форсунок 4, предназначенных для ввода свэжей жидкости или раствора в колонну вблизи от ее верха, откуда жидкость или paci-BOp пей дает в виде брызг на слой смолы для вымывания разделяемых продуктов. Отделяемые продукты непрерывно отводятся с низа колонны.

Смолы, используемые в ионообменных процессах такого типа, имеют очень небольшой размер шариков и плотность, близкую к плотности раствора жидкости. Пoэтo /Iy поверхность такого слоя нарушается и становится неровной, что препятствует процессу разделения. Предлагаемое устройство предотвращает такое разрушение поверх гостного слоя смолы и позволяет вводить раст в слой.

Узел тарельчатой пластины 5 содержит верхнюю плиту 6, горизонтальное сечение которой соответствует, но мэньше горизонтального сечения колонны 1. Узел пластины может перемещаться вертикально, внутри колонны и снабжен по периферии направляющими роликами 7.

Пластина, кроме того, имеет блоки 8, прикрепленные к нижней поверхности плиты 6. Ячеистая сетка 9, подвешенная к блокш т 8 на болтах Ю, образует вместе сболта1ЛИ низ тарельчатой пластины 5.

Ппита 6 и бпоки 8 могут быть ИЗГОГОБпены из легковесного материала, например полиуретановой смолы, так что пластина бу-г.ет плавать на поверхности жидкости, нахоадщейся над слоем смолы. Предпочтительно, чтобы плита и блоки 8 были покрыты .- сидной смолой для предотвращения поврежйе ния их в результате воздействия раствора или продуктов разделения. Сетка также изготавливается из стойкого к действшо раствфов материала.

В плите 6 имеются отверстия 11 для про пуска жидкости,падающей сверху через пласти НУ 5 на слой смолы. Отверстия 11 расположены в горизонтальном сечении и наклонены 8 вертикали так, что жидкость, падающая из Форсунок 4, не может проходить непосредственно через пластину 5 без соприкосновения с боксжымн стенками отверстий. Благодаря

такому выполнению регулятора предотвращаегся ударное воздействие жидкости непосрепственио на поверхностный спой смолы 2.

Размеры отверстий и наклоны их могут быть разными. Как показано на фиг. 2 от верстия 11 равномерно распределены по горизонтальному сечению плиты, благодаря чему обеспечивается равномерный поток свежей жидкости по всему сечению слоя смолы, Предпочтительно, когда отверстия составляют, примерно, 20-50% от о&цей площади плиты.

Необходимо, чтобы слой смолы всегда покрыт жидкостью, однако, количество ЖИДКОСТИ должно поддерживаться минимальным.

Пластина 5 может плавать на слое жидкости, находящейся над слоем смолы, н дополнительно центрируется с помощью датчика уровня 12 для определения, или фиксации толщины слоя 13 жидкости над верхней поБерхностью слоя смолы.

Датчик уровня 12 может быть, например, акустическим. Клапан 14 может быть выполнен в виде двустороннего соленоида, оказывеющего воздействие на прием выходного сигнала от датчика уровня, на открытие клапана 14 и подачу жидксюти к ;брызгальным форсункам 4.

Датчик уровня 12 заставляет клапан 14 открываться в случае падения толщины слоя жидкости над слоем смолы до определенного минимального значения. Это минимальное значение таково, что пластина 5 не плавает а соприкасается с поверхностным слоем CMOf пы и лежит на ней. Минимальная толщина слоя жидкости по отношению к поверхности смолы должна быть равна 10 мм. При достижении этой минимальной толщины клапан

14открывается и удерживается в таком по пожении благодаря хронометру 15,-БК7ПОченному в цепь возбуждения клапана. Хронометр установлен для выдержки времени открития, необходимого для ввода в колонну достаточного количества свежей жидкости для всплы тня всей пластины 5. Например, хронометр

15может удерживать клапан 14 в открытом положении до тех пор, пока слой жидкости йе поднимется до 5 О мм над поверхностью смолы. Уровень жидкости снова начинает па дать до тех пор, пока пластана 5 снова не сядет на поверхность нонсобменного слоя. Уикл повторяется.

Уровень поверхности раствора над смолой равен примерно. ЗО мм.; Перисяшческий контакт пластнЮ) 5 при ее осаждении н повторном всплытии с поверХ и. слоем смолы выполняет допопнитепьную (|5ик.цню по поддержаштю поверхности смоль , Б гладком, ровном состояигти. Поэтом размер отверстий 5гчеистой сетки 6 выбирают таким, что сетка погружается в поверхностный спой смолы при опускании ппасгнкы 5 на слой смолы. Приемлемым размером для отверстий может быть размер, примерно, Ю мм при толщине сетки от 1 до 3 мм.

Благодаря периоди 1ескому перемещению и сглаживаншо поверхности смолы, любые неровности или шероховатости, которые могут иметь место на поверхности, постоянно ликвидируются и поверхность становится практически однородной, гладкой и ровной. Таким образом, по всему сечешпо слоя обеспечивается средний поток раствора.

Конструкция регулятора-допускает некоторую модификацию к измененне например xpf нометр и соленоидный клапан можно,заыэнить эквивапентнь мк приборами для регулировки потока свежей жицкости в колонну 1.

обретен

Формула

Регулятор расхода жидкости п копенке с сорбентом, содержащий распопоженкые в верхней части колонки с cop6eHTov: поппар.ок, репе времени, датчик уровня свя.затшый с кпапалом, установленнь М цо дикки подачк кипкости, отличающееся тем, что, с целью повышения равномерности расхода по поперечному сечению колонки, поппзвок с датчиком уровня усгаиовлек на тарельчатой пластине с расположеннь ми по всей пс верхности пласттлйг сквозными каналами, наклонными к оси ппастшаа замещающими 20-50% илошади ее поверклостИа сечение пластины cooTBeTCTByaf, но меньше внутреннего диаметра колонки, так что пласттша имеет возможность перемещешга по колонке, по периферии пластина снабжет а направляющими роликами а со сторолЫ яртсмыкающ й к сорбенту множеством бпокоч-, рЕсподоже:, по всей ннжЕей поверхткастиз к которым креввтся лчеист й сетксц пастично|110Г15Ужв-ннвя А сорбент.

Источники информации, тфюштые во SHTfмание прк экспертизе;

1. Ch€w e-З й-ТесЬи 4, л957, vy.B.

2,Патент ФРГ г 2O359l4,Gf 05 d «/d 1960.

«

г

CN4-

rffffffff

- / . I

;.;

.

I

.

г:

.. . f ,

.

- . « :

W

.

«

. .

. . . t

I

.

-. х X .

//6

иг.З