199026. lajstromszámú szabadalom • Eljárás áramló folyadék mennyiségének és szintjének szabályozására
1 HU 199026 B 2 A találmány tárgya berendezés áramló folyadékok mennyiségének és szintjének szabályozására, amely berendezésben folyadék tartályfok), a tartály(ok)ba vezető vezeték(ek), a tartály(ok)ból elvezető vezeték(ek), az elvezető vezeték(ek)ben szivattyúik), továbbá a folyadék megengedett legmagasabb, illetve legalacsonyabb szintjének az érzékelésére alkalmas szintérzékeló(k) és beavatkozóik) működtetésére alkalmas szabályozóik) vaninak), míg a beavatkozóik) a tartályt ok) elvezető vezetéké(ei)ben lévő szabályozó szelep(ek)re van(nak) kötve. Az ipari gyakorlatban sok esetben előfordul az, hogy a termelés bizonyos' szakaszában a folyadék fázisú termék véges befogadóképességű technológiai berendezésben, azon átáramolva meghatározott kezelési műveleten (melegités, tisztítás, keverés, más folyadékok, vagy szilárd anyagok hozzáadagolása stb.) megy keresztül. Ezek a műveletek akkor végezhetők el optimális módon, ha a technológiai berendezésbe beömlő folyadék mennyisége (ideális esetben) állandó. Sok esetben a folyadékáram állandóságának feltétele magától nem teljesül, mert a folyadék mennyiségét a termelés más körülményei határozzék meg. A mennyiségingadozások csökkentése érdekében ezért gyakran közbenső átfolyó (puffer) tartály alkalmazása válhat szükségessé. Ezt azután úgy működtetik, hogy az időszakosan megnövekedett folyadékmennyiség egy részét a tartály hosszabb-rövidebb ideig tárolja (miközben saját folyadékszintje megemelkedik), majd ha a beérkező folyadékmennyiség csökken, akkor a tárolt mennyiséget felhasználva időlegesen pótolja a hiányt (miközben saját szintje csökken). A tartály itt leírt működtetése céljára szabályozóberendezés alkalmazása válik szükségessé. A puffertartályéhoz hasonló szerepet - a feldolgozási művelet elvégzése mellett - maguk a technológiai berendezések is betölthetnek. Abban az esetben, ha a feldolgozásra kerülő folyadékmennyiség és/vagy annak ingadozása nagy, esetleg több jelentős méretű puffertartály alkalmazása válhat szükségessé az ingadozások csökkentése érdekében, ami viszont a beruházási költségek növekedését eredményezi. A folyadékáramlás egyenletessége mellett a legtöbbször alapvető követelmény az is, hogy a technológiai berendezések és puffertartályok összekapcsolt láncolatában a folyadékszint egy maximálisnál nagyobb, illetve egy minimálisnál kisebb értéket nem érhet el, mert ez jelentős veszteséget és üzemeltetési zavarokat eredményezne. Az előzőekben vázolt technológia egyik konkrét alkalmazásaként a cukorgyártás műveletének első része, a cukorgyári nyerslé előállítása és tisztítása hozható fel példaként. A felszeletelt cukorrépa elsőként a diffúziós berendezésbe kerül, ahol nagy mennyiségű víz hozzáadásával kinyerik belőle a sejtlében oldott állapotban lévő cukrot. A keletkező folyadék a nyerslé, mely a cukor mellett számos nem-cukor anyagot is tartalmaz, amelyet abból el kell távolítani. A keletkező nyerslé mennyisége számos paramétertől (a berendezésbe bevitt répaszelet és viz mennyisége stb.) függ, melyeket az üzemeltetés egyéb körülményei határoznak meg, ezért jelentős ingadozásoknak lehet kitéve. Az ingadozásoknak és a további technológiai berendezéseknek működésére gyakorolt nemkívánatos hatások csökkentése érdekében a kinyert nyerslé először egy puffertartályba kerül, majd melegités, többszöri mésztej adagolás, szűrés stb. műveletek után mint tisztított nyerslé áll készen a besűrítés és kristályosítás elvégzésére. Az egyes technológiai berendezések között további puffertartályok közbeiktatása válhat szükségessé. Az 1. ábrán a folyadékok áramlásának a szabályozására használt szokásos eljárás vázlata látható (1), (2). Az egységesen tartályokként kezelt A tartályok, vagy technológiai berendezések között a B szivattyúk a C beavatkozókon keresztül áramoltatják a folyadékot. A tartályban a folyadék szintjét a D szintérzékelők érzékelik és az azzal arányos jelet mind az illető tartályt megelőző, mind az azt követő E szabályozóhoz közvetítik. Ezek a szabályozók úgy vannak kiképezve, hogy a C beavatkozóval a megelőző tartály szintjének emelkedése esetén a szállított folyadék mennyiségét növelni, a következő tartály szintjének emelkedése esetén viszont csökkenteni igyekeznek. A szabályozó a két szint mérési eredményei alapján határozza meg azt, hogy az adott pillanatban hogyan kell a beavatkozót működtetni. A beavatkozó általában szabályozószelep (változtatható folytás), de a szállított folyadék mennyisége változtatható fordulatszámú szivattyúval is (szabályozószelep nélkül) befolyásolható. Ebben az esetben a szivattyú egyúttal a beavatkozó elem is. Ha a beavatkozó szabályozószelep, akkor az nemcsak az 1. ábrán vázolt módon, az elóreveze*tő ágban, hanem a 2. ábra szerint a recirkulációs ágban is elhelyezhető. A gyakorlati tapasztalatok és az alaposabb vizsgálat alapján kimutatható az, hogy ez a fajta szabályozás a következő tulajdonságokkal rendelkezik: 1. Az egyik tartályból az őt követő másikba átvitt folyadék mennyisége a két tartály pillanatnyi szintjétől függően széles határok között (akár 1:4, 1:5 arányban is) ingadozhat. 2. Közel egyenlő szintek esetén az átvitt mennyiség annál kisebb, minél magasabbak ezek a szintek. Ez a fajta viselkedés azt eredményezi, hogy extrém zavarások és egyidőben magas szintek esetén - az elvitt mennyiség csökkenése miatt - mindig a megelőző tartály csordul túl, azaz a még kevésbé feldolgozott és ezért kevésbé értékes termék 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
