Kolonne
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kolonne, insbesondere für eine innige Berührung von im Gegenstrom geführten Flüssigkeiten, wie beim Extrahieren von Feststoffen aus denselben, welche Anordnung die Montage, Demontage, Reinigung und J Instandhaltung des darin eingebauten Einsatzes erleichtert.
Es wurde bereits vorgeschlagen, solche Kolonnen mit einer exzentrisch gelagerten, mehrere Drehscheiben tragenden Welle zu bauen, von welchen Scheiben je eine jeweils zwischen zwei benachbarten Kolonnenböden zu liegen kommt, welche Böden einerseits an die Kolonnenwandung eines entlang der Kolonnenachse gelagerten, bis beinahe halbzylindrischen Einsatzmantels dicht anliegen, mit welchem Mantel das Kolonneninnere zu einem zentralen, den Rotor umschliessenden Mischraum und zu einem seitwärts liegenden Überlaufraum aufgeteilt ist (tschechoslowakische Patentschrift 88 514).
Solche Kolonnen mit exzentrischer Welle weisen zwar gegenüber den meist üblichen RDC-Kolonnen (Rotating Disc Contactor mit zentrischer Welle den Vorteil auf, dass in denselben günstigere Bedingungen für eine wiederholte Zerteilung der Tropfen mit deren nachfolgenden Beruhigung und somit für eine mehrmalige innige gegenseitige Berührung der zu behandelnden Flüssigkeiten geschaffen werden, doch deren konstruktive Ausführung viel zu wünschen übrig lässt, da dieselbe keine einfache Montage, Demontage, Reinigung und Instandhaltung des erforderlichen Einsatzes und insbesondere der mechanischen Bestandteile derselben ermöglicht. Vom Standpunkt der Betriebshaltung sind diese Schwierigkeiten besonders schwerwiegend.
Die besagten Nachteile sollen mit der vorliegenden Erfindung beseitigt werden. Die erfindungsgemässe Kolonne mit einer exzentrischen Rührscheiben tragenden Welle, Kolonnenböden und einem feststehend eingebauten Einsatz mit einem im Kolonneninneren achsenrecht verlaufenden Einsatzmantel, welch letzterer das Kolonneninnere achsenrecht in einen zentralen Mischraum und einen seitwärts liegenden Überlaufraum aufteilt, ist dadurch gekennzeichnet, dass der feststehende Einsatz mindestens in zwei Teile aufgeteilt ist, durch deren vorübergehende Herausnahme ein freier Raum zur Einführang der Welle mit den daran angel brachten Rührs cheiben geschaffen wird.
Vorteilhaft weist der Einsatz auf Höhe jedes Kolonnenbodens einen sektorförmigen Bodenausschnitt auf, und die so übereinanderliegenden Bodenausschnitte sind am Einsatzmantel angebracht. Bei der Einführung und Lagerung des herausnehmbaren Einsatzes in die Kolonne kann zwischen den Bodenausschnitten, der Welle und den Kolonnenböden eine Lücke belassen sein, die sich gegebenenfalls über den grössten Teil des Umfanges der Bodenausschnitte erstreckt. Zur Erzielung einer besseren Wirksamkeit können vorteilhaft in den freien Raum zwischen dem lotrechten Einsatzmantel und der ihm zugekehrten Kolonnenwandung untereinander verbundene, waagerechte Querwände eingelegt und in den Ebenen der Rührscheiben befestigt sein.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Kolonne, die insbesondere zur Extraktion dient, ist nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigen:
Fig. 1 einen Teil der Kolonne in einem lotrechten axialen Schnitt,
Fig. 2 diese Kolonne in einem senkrecht zur Achse geführten Querschnitt,
Fig. 3 ein Schema des Einlegens der Welle mit den daran angebrachten Rührscheiben im Grundriss, und
Fig. 4 ein Schema des nachfolgenden Einlegens des herausnehmbaren Einsatzes im Grundriss.
Im Kolonnenkörper 1 sind die Böden 2 eingebaut.
An die sektorförmigen Ausnehmungen in den einzelnen Böden 2 schliesst der aus einem lotrechten Einsatzmantel 3 mit den daran angebrachten sektorförmigen Bodenausschnitten 4 bestehende herausnehmbare feststehende Einsatz an, welcher Einsatz in mindestens zwei Teile aufgeteilt ist. Zwischen diesen Bodenaus schnitten 4, den Kolonnenböden 2 und der Welle 5 wird eine Lücke belassen, die sich gegebenenfalls über den grössten Teil des Umfanges des Bodenausschnittes 4 erstreckt, eine unbehinderte Herausnahme des Einsatzmantels 3 ermöglicht und die eventuell abgeschiedenen Feststoffe durch sämtliche Böden frei bis in den Kolonnenunterteil herabsinken lässt.
In den freien Raum zwischen dem herausnehmbaren Einsatz und der ihm zugekehrten Kolonnenwandung sind die waagerechten, untereinander verbundenen Querwände 6 eingeschoben und etwa in den Ebenen der Rührscheiben 7 festgesetzt, welche Querwände den Durchtritt der Tropfen zwischen den Böden 2 verhindern sollen.
Daneben kann der Überlaufraum mit den üblichen Füllkörpern, wie mit Raschigringen, ausgefüllt werden, wodurch eine höhere Wirksamkeit der Kolonne erzielt wird. Die Rührscheiben 7 können die Form einer glatten Scheibe haben, die gegebenenfalls kreis- oder spiralförmige Rillen aufweist. Ferner können auch Kegel oder Teller mit einem nach allen Seiten sprühenden Umfange, sowie Scheiben nach Art eines Schaufelrades oder Laufrades einer Turbine Anwendung finden.
Eine rotierende Rührscheibe bewirkt innerhalb der Kolonne eine Beschleunigung der darin im Gegenstrom geführten Flüssigkeiten, nämlich einer emporsteigenden Flüssigkeit von niedrigerem spezifischen Gewicht und einer hinabsinkenden Flüssigkeit von höherem spezifischen Gewicht auf zweierlei Art. In der nächsten Umgebung der Rührscheibe entsteht ein heftiger Wirbel, dessen Mitte in der Achse der Rührscheibe liegt, mit welchem die Flüssigkeitstropfen gegen die Wandungen der Mischzone geschleudert und bereits unterwegs fein zerteilt werden, während sich zu beiden Seiten dieses Wirbels eine langsamere, schraubenlinienförmig sich fortpflanzende Drehbewegung einstellt, deren Mitte etwa in der Kolonnenachse liegt, an welcher besonders auch die Überlaufzone teilnimmt und mittels welcher die entstandenen feinen Tropfen zu den benachbarten Böden überführt werden,
wo sie nach einer vorübergehenden Beruhigung und einer teilweisen Trennung nach ihren verschiedenen spezifischen Gewichten wieder zu einer neuerlichen Durchwirbelung an den näch- sten Rührscheiben geraten und neuerlich feiner dispergiert werden.
Bei der Montage einer solchen Kolonne wird derart verfahren, dass durch den freien Raum zwischen den Böden 2 und der Kolonneninnenwandung 1 die Welle 5 mit den daran angebrachten Rührscheiben 7 - wie in Fig. 3 veranschaulicht - eingeführt, hierauf in der Richtung des darin angedeuteten Pfeils in ihre Arbeitslage verschoben und in ihren Lagern abgesetzt wird.
Alsdann wird in gleicher Weise der herausnehmbare Einsatz 4 in die Kolonne eingeführt, wie in Fig. 4 veranschaulicht, und in Richtung des darin angedeuteten Pfeils verschoben, wodurch der zentrale Mischraum vom seitwärts liegenden Üb erl aufraum abgetrennt wird. Zum Schluss werden die waagerechten Querwände 6 eingeschoben und in den Ebenen der Rührscheiben festgesetzt.
Mit der erfindungsgemässen Kolonne wird eine wesentliche Vereinfachung bei der Montage und Demontage erzielt, da der Raum zwischen den Böden frei zugänglich ist. Selbst nach der Einführung der Welle und nach ihrer Verschiebung in ihre Arbeitslage verbleibt ein genügend grosser freier Raum, aus welchem die Anordnung der Lager, sowie die Vebindung einer eventuell geteilten Welle erfolgen kann. Bei der Reinigung oder Reparatur der Einbauteile werden bloss die waagerechten Querwände und der herausnehmbare Einsatz weggenommen, wodurch das Kolonneninnere zwischen den Kolonnenböden, der die Rührscheiben tragenden Welle sowie der Kolonnenwandung zur Reinigung oder Durchführung einer nötigen Reparatur frei zugänglich wird. Wichtig dabei ist, dass die Demontage des beweglichen Einsatzteiles entbehrlich ist.
Die Aufteilung des feststehenden Einsatzes in mehr als zwei Teile ist ebenfalls aus materialtechnischen und technol logischen Gründen vorteilhaft.
column
The invention relates to a column, in particular for intimate contact with countercurrent fluids, such as when extracting solids from the same, which arrangement facilitates the assembly, disassembly, cleaning and maintenance of the insert installed therein.
It has already been proposed to build such columns with an eccentrically mounted shaft carrying several turntables, one of which each disc comes to lie between two adjacent column trays, which trays on the one hand close to the column wall of an almost semi-cylindrical insert jacket mounted along the column axis with which jacket the interior of the column is divided into a central mixing space surrounding the rotor and an overflow space lying to the side (Czechoslovak patent specification 88 514).
Such columns with an eccentric shaft have the advantage over the most common RDC columns (Rotating Disc Contactor with a centric shaft) that in the same more favorable conditions for a repeated division of the droplets with their subsequent calming and thus for multiple intimate mutual contact of the treating liquids are created, but their construction leaves much to be desired, since they do not allow easy assembly, disassembly, cleaning and maintenance of the necessary insert and in particular the mechanical components thereof.
The said disadvantages are intended to be eliminated with the present invention. The column according to the invention with a shaft carrying eccentric stirrer disks, column trays and a fixedly built-in insert with an insert jacket running axially inside the column, the latter dividing the inside of the column axially into a central mixing chamber and a sideways overflow chamber, is characterized in that the fixed insert is at least in is divided into two parts, the temporary removal of which creates a free space for the introduction of the shaft with the stirring disks attached to it.
The insert advantageously has a sector-shaped base cutout at the level of each column tray, and the base cutouts thus lying one above the other are attached to the insert jacket. When the removable insert is introduced and stored in the column, a gap can be left between the tray cutouts, the shaft and the column trays, which gap may extend over most of the circumference of the tray cutouts. To achieve better effectiveness, horizontal transverse walls connected to one another can advantageously be inserted into the free space between the vertical insert jacket and the column wall facing it and fastened in the planes of the stirring discs.
An embodiment of the column according to the invention, which is used in particular for extraction, is explained below with reference to the drawing. Show in it:
1 shows part of the column in a vertical axial section,
2 shows this column in a cross-section perpendicular to the axis,
3 shows a plan of the insertion of the shaft with the agitator disks attached to it, and FIG
4 shows a diagram of the subsequent insertion of the removable insert in plan.
The trays 2 are built into the column body 1.
The sector-shaped recesses in the individual floors 2 are adjoined by the removable fixed insert consisting of a vertical insert casing 3 with the sector-shaped floor cutouts 4 attached, which insert is divided into at least two parts. Between these Bodenaus cut 4, the column trays 2 and the shaft 5, a gap is left which, if necessary, extends over most of the circumference of the bottom cutout 4, allows unhindered removal of the insert shell 3 and free up any solids that may have separated out through all the trays lets the column bottom sink down.
The horizontal, interconnected transverse walls 6 are inserted into the free space between the removable insert and the column wall facing it and are fixed approximately in the planes of the agitator disks 7, which transverse walls are intended to prevent the droplets from passing through the trays 2.
In addition, the overflow space can be filled with the usual packing elements, such as Raschig rings, whereby a higher efficiency of the column is achieved. The stirring disks 7 can have the shape of a smooth disk, which optionally has circular or spiral grooves. Furthermore, cones or plates with a circumference spraying on all sides, as well as disks in the manner of a paddle wheel or impeller of a turbine, can also be used.
A rotating agitator disk accelerates the countercurrent liquids in the column, namely an ascending liquid of lower specific gravity and a descending liquid of higher specific gravity in two ways. In the immediate vicinity of the agitator disk a violent vortex arises, the center of which is in the axis of the agitator disc, with which the liquid droplets are thrown against the walls of the mixing zone and are already finely divided on the way, while on both sides of this vortex there is a slower, helically propagating rotary movement, the center of which lies roughly in the column axis, which is particularly important the overflow zone also takes part and by means of which the resulting fine droplets are transferred to the neighboring floors,
where, after a temporary calming down and a partial separation according to their different specific weights, they come back to being swirled around at the next stirring discs and are again finely dispersed.
When assembling such a column, the procedure is that through the free space between the trays 2 and the inner wall of the column 1, the shaft 5 with the agitator disks 7 attached to it - as illustrated in FIG. 3 - is then introduced in the direction of the arrow indicated therein is moved to their work position and deposited in their camps.
Then the removable insert 4 is introduced into the column in the same way, as illustrated in FIG. 4, and shifted in the direction of the arrow indicated therein, whereby the central mixing space is separated from the laterally lying over storage space. Finally, the horizontal transverse walls 6 are pushed in and fixed in the levels of the agitator disks.
With the column according to the invention, a significant simplification in assembly and disassembly is achieved, since the space between the trays is freely accessible. Even after the shaft has been introduced and after it has been moved into its working position, there remains a sufficiently large free space from which the bearings can be arranged and a possibly divided shaft can be connected. When cleaning or repairing the built-in parts, only the horizontal transverse walls and the removable insert are removed, whereby the inside of the column between the column bottoms, the shaft carrying the agitator discs and the column wall is freely accessible for cleaning or carrying out a necessary repair. It is important that the dismantling of the movable insert is unnecessary.
The division of the fixed insert into more than two parts is also advantageous for reasons of material and technology.