201255. lajstromszámú szabadalom • Berendezés nyomásváltó adszorpciós berendezésekben végzett nyomáskiegyenlítés vezérlésére
HU 201255 B 2 A találmány tárgya berendezés nyomásváltó adszorpciós berendezésekben végzett nyomáskiegyenlítós vezérlésére. A találmány gázkeverékek adszorpció útján történő szétválasztásához, különösen oxigén vagy nitrogén levegőből való kinyeréséhez alkalmazható. Gázok tisztítására vagy szétbontására, pl. oxigénnek vagy nitrogénnek levegőből való kinyerésére gyakran adszorpciós eljárásokat alkalmaznak, ami gazdaságosságuknak és hatékonyságuknak köszönhető. Az adszorpciós eljárások közül leginkább a nyomásváltó adszorpciós eljárások terjedtek el, amelyek során a töltött adszorbens regenerálását nyomáscsökkentéssel végzik. A töltött adszorberből a nyomáscsökkentós révén felszabaduló gázokat rendszerint alacsony nyomásszlnten lévő más adszorberekben nyomásnövelésre oly módon hasznosítják, hogy nyomáskiegyenlítést hajtanak végre. A DE-OS 2 951 626 lajstromszámú közrebocsátás! irat gázkeverékek szétválasztására szolgáló, két adszorberrel ellátott berendezést ismertet, amelynél az adszorbereken elrendezett szelepek, köztük a nyomáskiegyenlítő szelep Is, pneumatikus vezérlőegységgel állnak kapcsolatban. Amennyiben a töltendő adszorberben uralkodó nyomás a csúcsértékét eléri, egy erre beállított nyomáskapcsoló jelet ad a vezérlőegységnek, amely ennek hatására pneumatikus úton nyitja a nyomáskiegyenlítő szelepet. A nyomásegyensúly elérésekor egy nyomáskiegyenlítési kapcsoló jelet ad a vezérlőegységnek, amely a jel hatására a nyomáskiegyenlítő szelepet zárja. A nyomáskiegyenlítő szelepek ily módon történő működtetése viszonylag bonyolult és költséges. A DE-OS 3 205 505 lajstromszámú közrebocsátás! irat ciklikusan működő, nyomásváltó adszorpciós berendezés üzemelésére szolgáló eljárást Ismertet, ahol a nyomásváltó adszorpciós berendezés kilenc adszorbert tartalmaz. Az adszorbereken nyomáskiegyenlítő vezetékben elrendezett szelepeknek meghatározott Időterv szerint vagy az adszorberekben uralkodó, meghatározott nyomás elérésekor történő nyitásával az adszorberek között nyomáskiegyenlítést végeznek. Ezen szelepek szerkezeti kialakítására a DE-OS 3 205 505 számú irat nem tér ki. Mivel a nyomásváltó adszorpciós berendezéseknél az ütemek viszonylag rövididejűek, csupán gyorsan záró szelepek jöhetnek szóba, amelyek rendszerint mágneses szelepek. A mágneses szelepek anyagigénye és súlya pedig viszonylag nagy. A találmány célja, hogy legalább három adszorberrel ellátott nyomásváltó adszorpciós berendezésekhez olyan vezérlőegységet hozzunk létre, amelynek az adszorberszelepekhez társított, lehetőleg kisszámú vezérlőszelepei vannak, ahol a vezérlőszelepek száma a berendezéshez tartozó adszorberek számát nem 1 lépi túl, továbbá a vezérlőberendezés a vezórlőszelepek meghatározott állásában a nyomáskiegyenlítő szelepeket pneumatikusan működteti. A találmány révén megoldandó feladat abban van, hogy legalább három adszorberrel ellátott nyomásváltó adszorpciós berendezésben végzett nyomáskiegyenlítós vezérlésére olyan berendezést hozzunk létre, amely önműködően a nyomáskiegyenlítő szelepeknél akkor vált ki egy kapcsolási folyamatot, amikor az adszorberszelepekhez társított, összes vezérlőszelep zárt állapotban van és ezáltal az adszorberszelepekbe vezórlőgáz jut. A feladatot a találmány szerint azáltal oldjuk meg, hogy minden egyes nyomáskiegyenlítő szelep átbocsátó nyílásán a nyílást lezárni képes első membrán van elrendezve és az első membrántól távköznylre elrendezett második membrán van elhelyezve, ahol a második membrán nyomás által terhelt felülete nagyobb, mint az első membrán nyomás által terhelt felülete. A két membrán közti térbe egy, az összes nyomáskiegyenlítő szelephez vezető, közös vezórlőgáz vezeték torkollik, amely a vezérlőszelepekkel működtető kapcsolatban van. A két membrán közötti térben továbbá mozgatható nyomóelem van elrendezve, amely a második membránra kifejtett nyomást az első membránra viszi át. A második membránnak a nyomóelemmel ellentétes oldalán gáztér van kialakítva. A nyomáskiegyenlítő szelepek gázterel vezetéken keresztül egy-egy adszorberrel vannak oly módon összekötve, hogy a nyomáskiegyenlítésben nem résztvevő nyomáskiegyenlítő szelep gáztere a nyomáskiegyenlítés során nyomást leadó adszorberrel van összekötve. Ily módon áramlik gáz az adszorberből az egyik nyomáskiegyenlítő szelep gázterébe. A nyomáskiegyenlítő szelepek az adszorberekhez vezető gázvezetékekben vannak elrendezve és vezórlőgáz vezetékeken keresztül vezérlőszelepekkel vannak kapcsolatban, amelyek ezen kívül az adszorberszelepekkel vannak összekötve. A nyomáskiegyenlítő szelepeket ily módon a vezérlőszelepek és az adszorberekben uralkodó gáznyomás vezérlik. A vezérlőszelepek rendszerint mágneses szelepek, míg az összes többi szelep membrános szelep. A nyomásváltó adszorpciós berendezést elektronikusan meghatározott időterv szerint vagy az adszorpciós folyamatban résztvevő adszorberben uralkodó legnagyobb nyomástól függően oly módon vezéreljük, hogy az adszorpciós- és deszorpclós folyamat során a vezérlőszelepeknek és az adszorberszelepeknek egyik része nyitott állapotban, másik része pedig zárt állapotban van, miközben az összes nyomáskiegyenlítő szelep zárva van. Ezzel szemben két adszorber közötti nyomáskiegyenlítés során a nyomáskiegyenlítésben résztvevő nyomáskiegyenlítő szelepek átbocsátó 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
